Лекарства из нашей аптечки производятся индустриально и массово. Партия (обозначающая единовременность производства) включает в себя много тонн таблеток, поэтому неудивительно, что мы так беспокоимся, чтобы действующий компонент было равномерно распределен в порошкообразной смеси. Вспомните, когда вы печете домашний пирог, то стараетесь как можно тщательнее замешать изюм в тесто, чтобы в кусочке для каждого гостя оказалось несколько ягодок.
Чтобы получилась оптимальная смесь, составляющие такого порошка должны обладать несколькими свойствами. Важнейшей характеристикой вещества является размер его частиц. Он должен попадать в четко определенный, установленный промежуток – от не слишком большого до не слишком маленького.
Скажу сразу: нет, характеристика «относительно небольшие», о которой вы должно быть подумали, здесь тоже не подойдет.
Как насчет эксперимента?
Давайте представим обыкновенный сахар: в каких формах мы его знаем? Есть сахарная пудра, более привычный сахарный песок и кусковой сахар. Предположим, что сахар в нашем примере играет роль действующего вещества. Мука будет в таком случае вспомогательным компонентом, его используют, чтобы придать «таблетке» сахара желаемую форму. Какой вид сахара вы предпочтете, чтобы без труда соединить его с мукой и быстро высыпать в пресс-форму?
Если вам приглянулся кусковой сахар, полагаю, вам стоит еще немного подумать или же попробовать смешать их у себя на кухне. Я подожду, не торопитесь! Готово? Получилось не очень, да?
Если вы выбрали сахарную пудру – вы на верном пути! Вы не ошиблись с возможностью без труда смешать два вещества. Ведь размеры частиц у муки и сахарной пудры примерно одинаковые. Но вот текучесть этой смеси вас не очень порадует. Это вторая важнейшая характеристика элементов порошка. Хорошая текучесть – ключ к автоматизированной дозировке, то есть производству идентичных по составу таблеток. В общем, в них нам точно не нужны ни комочки (или даже кусочки), ни – что еще хуже – различное количество действующего вещества.
Я исхожу из того, что вы не наполняете сахарницу сахарной пудрой из разумных соображений – потому что вам не нужна комкообразная «нетекучая» масса.
Вот тайна и раскрыта! Сахарный песок способен на все, что мы ожидаем от подходящего действующего вещества, – его частицы достаточно мелкие, чтобы легко смешаться с мукой (вспомогательным компонентом), в то же время достаточно крупные, чтобы сохранить «текучесть».
Как сахар сахару рознь, так и с действующим веществом. Одно и то же вещество может сильно отличаться!
Не только размер частиц и текучесть решают, достоин ли порошок стать таблеткой. Важно учитывать еще несколько факторов. Например, насыщенность вещества жидкостью. Вспомните, как отличается мокрый песок от сухого!
И чтобы сделать жизнь еще немного труднее, обсудим «эффект мюсли». Вы все верно прочитали! Итак, мюсли.
Может, у вас есть под рукой упаковка мюсли? Она выглядит примерно так: в самом низу упаковки осела овсянка, в середине будут орехи, а сверху – все остальные цветные вкусности – сухофрукты. В фармацевтике это явление называется тенденцией к расслоению.
Твердые вещества не особо охотно смешиваются с другими. Даже когда у частиц одинаковый размер, среди них всегда найдутся более легкие или более тяжелые, которым по душе держаться особняком.
Старый добрый пестик – самый верный инструмент аптекаря. С его помощью фармацевт измельчает вещество в порошок до желаемого размера частиц. Это требует большого терпения и мышечной массы, однако работает безотказно.
В индустриальном производстве требуется меньше сил и пота. Всю тяжелую работу берет на себя струйная мельница. Благодаря потокам воздуха частицы порошка летают с огромной скоростью, сталкиваются друг с другом и измельчаются. Так что, как видите, частице лекарства приходится кое-что пережить, прежде чем она сможет позаботиться о вашей головной боли. Немного благодарности будет совсем не лишней.
Взгляд в будущее: печать таблеток и другие необычные вещи
3D-принтер может напечатать кучу странных и бессмысленных вещей. Введите в своем браузере «Что можно напечатать на 3D-принтере», и вы удивитесь, на что способна человеческая фантазия. Если посмотреть на проекты британской компании FabRx, в обозримом будущем у принтера может появиться очень интересная область применения: из устройства на свет появится готовое лекарство, и это не просто таблетка под заказ. Больной сможет сам печатать себе таблетки на дому. «Beam me up, Scotty»
[51].
Но зачем нам нужны таблетки из 3D-принтера?
С помощью него можно напечатать таблетку с индивидуальной дозировкой. 3D-принтер способен выполнить мельчайшие корректировки, и случайные неточности совершенно исключены. Благодаря ему можно даже напечатать «политаблетку», в которой будут находиться все препараты, которые пациент должен принять в течение дня.
Джеймс Норман из американского Управления по санитарному надзору и качеству пищевых продуктов и медикаментов (FDA) охарактеризовал эту перспективу развития так: «Проще изменить технологию, чем физический механизм». Другими словами, в отличие от человеческого организма принтер можно запрограммировать.
Как может происходить домашнее производство, мне не очень ясно, и я отношусь к этому – думаю, как и вы – скорее скептически. Не требуется много фантазии, чтобы увидеть слабые места этого проекта. Я вполне могу представить, что в будущем 3D-принтер заменит пестик в аптеках. Правда, покупателям придется немного подождать, прежде чем лекарство появится из принтера – на сегодняшний день на создание одной таблетки требуется порядка трех минут. Для сравнения – производство таблеток в промышленных масштабах позволяет прессовать примерно одну таблетку за две секунды.
Как же часто страна неограниченных возможностей совершает настоящий прорыв? В августе 2015 FDA выдало лицензию на производство и продажу антиэпилептического средства леветирацетама – первого лекарства, напечатанного на 3D-принтере. Большим преимуществом этого препарата является способность таблетки стремительно растворяться во рту: весь процесс занимает 11 секунд. Для пациентов со сложностями глотания препаратов леветирацетам – настоящая находка.
Другое изобретение современного мира можно назвать «проглоченным шпионом». Речь о диджитал-таблетке, способной повысить мотивацию пациентов к приему препаратов. Данные о состоявшемся приеме таблетки выгружаются на облако и смартфон.
Как она работает? Вы когда-нибудь мастерили источник электричества из картофеля? Это очень похоже на принцип действия нового лекарства. В таблетке содержатся медь и магний, которые при контакте с желудочной кислотой вырабатывают крохотный разряд электричества, посылающий сигнал пластырю на коже пациента. Пластырь передает информацию на смартфон, который в свою очередь отправляет сообщение врачу о том, что пациент принял таблетку.
