Az aeroszolok kiülepedésének vizsgálata

Az „Aeroszolok kiülepedésének elméleti és kísérleti vizsgálata gyakori légúti betegségek esetén” című, KTIA_AIK_12-1-2012-0019 kódszámú projekt a Kutatási és Technológiai Innovációs Alap 179 933 440 forint mértékű támogatásának köszönhetően valósul meg. A 2013. április 1. és 2015. szeptember 30. között zajló projekt eredményessége érdekében az MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont konzorciumot hozott létre.
A kutatóközpont a program céljait – az orvostudomány és a gyógyszeripar aktuális igényeit szem előtt tartva – a Semmelweis Egyetem Pulmonológiai Klinika munkatársaival közösen határozta meg. Az MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont és az Energiatudományi Kutatóközpont a célok eléréséhez – „in vitro” kísérletekkel és számítógépes szimulációkkal – biztosítja az eszközöket. A projekt legfőbb célja az aeroszol gyógyszerek beviteli hatékonyságának növelése.
A vizsgálat keretében számítógépes módszerekkel és mérésekkel tanulmányozzák az aeroszolok – levegőben lebegő részecskék – légúti áramlását és kiülepedési tulajdonságait. A folyamatot emberi tüdőről készült képekből összerakott háromdimenziós, üreges légúti modelleken végzik lézeres optikai módszerekkel.
A kutatóközpont kiépíti a vizsgálatokhoz szükséges infrastruktúrát, és kidolgozza azokat az eljárásokat, módszereket, amelyek lehetővé teszik az elméleti és kísérleti eredmények feldolgozását, értelmezését, összevetését, valamint a további kutatásokban való alkalmazását. Ilyen vizsgálat lehet az asztmás, vagy krónikus obstruktív tüdőbetegségben (COPD) szenvedő betegek kezelésére használt aeroszol gyógyszerek hatékonyságának áramlástechnikai szempontból való tanulmányozása, hiszen a légzési mód alapvetően befolyásolja a hatóanyag adott célterületre történő eljutását.
A kiépítendő infrastruktúra részét képezi egy kutatási célokra kifejlesztett „lélegeztető gép”, amely programozható módon képes tetszőleges légzési mintákat lekövetni, így összehasonlíthatóvá teszi például az egészséges és a légúti betegségben szenvedő emberek légzésfunkcióinak eltérése miatt az inhalált gyógyszerek kiülepedésében bekövetkező változásokat is. A központ a valós, orvosi képalkotó eszközökkel nyert felvételekből kiinduló légúti geometriai modelleket szándékozik létrehozni 3D nyomtatással, amit mesterséges nyálkahártyával vonnak be. Az aeroszol részecskék áramlásának térbeli és időbeli vizsgálatára a legmodernebb lézeres méréstechnikai módszereket kívánják alkalmazni, például részecskeszámlálást és nagy érzékenységű Doppler-sebességmérést, a légúti kiülepedés feltérképezésére pedig Raman- és lumineszcencia-spektroszkópiát.
A kidolgozott rendszer alkalmas lesz légúti megbetegedésben szenvedők inhalációs kezelésének optimalizálására. A kölcsönösen igazolt számítógépes és kísérleti modell segítségével megadható az a légzési mód, ami biztosítja, hogy a beteg légzésfunkciós adatai alapján megválasztott inhalációs eszközből a hatóanyag a megfelelő légúti területre jusson, így csökkentve az esetleges mellékhatásokat.