Hoe zorgen we ervoor dat medicijnen de extreme omstandigheden van ruimteverkenning overleven?

Hoe zou je hoofdpijn krijgen tijdens het vliegen naar Mars?

Je zou de Earth-remedie kunnen proberen door een pijnstiller te nemen. Maar hoe lang zouden ze meegaan op een reis van 2 jaar? En zou je ze kunnen vertrouwen?

Mens-migraine

Toegang tot medische benodigdheden is een grote zorg voor astronauten. Slaapproblemen, pijn, congestie en allergieën zijn allemaal veel voorkomende klachten van mensen op buitenaardse missies.

Het medicijngebruik door Amerikaanse bemanningsleden op het International Space Station (ISS) werd tussen 2002 en 2012 gemonitord. En volgens de gegevens gebruikten astronauten 10 keer vaker slaaptabletten dan aardbewoners. Ze gebruikten ook ibuprofen voor pijn als gevolg van drukveranderingen in de ruimtevlucht, hogere kooldioxidegehaltes en gewrichtsproblemen.

Helaas, hoe langer de ruimtevlucht, hoe groter de kans op acute ziekte. Veelvoorkomende gezondheidsproblemen voor astronauten zijn een verzwakt immuunsysteem, botontkalking en lage bloeddruk.

Op aarde verlopen de meeste medicijnen binnen een jaar. In de ruimte kan het zelfs sneller zijn, tenzij het wordt beschermd door gecontroleerde omstandigheden op het ISS.

Om erachter te komen hoe de levensduur van medicijnen in de ruimte kan worden verlengd, leidde Dr. Volker Hessel van de Universiteit van Adelaide een team om gewone medicijnen de ruimte in te lanceren.

Een ruimtekoffer

Een focus was hoe ruimtestraling ibuprofen zou kunnen beïnvloeden. ISS-astronauten plaatsten zes tabletten in het Materials International Space Station Experiment (MISSE). MISSE bestaat in wezen uit vier containers ter grootte van een koffer die buiten het ISS zijn achtergelaten. Binnenin bevinden zich materialen die klaar zijn om de vijandige omstandigheden van de ruimte te ervaren, onbeschermd.

Volker zegt dat na een jaar slechts twee van de zes ibuprofen-tabletten hun fysische en chemische eigenschappen behielden. En ze zouden aanwijzingen kunnen bevatten voor het produceren van medicijnen die langer meegaan.

Commerciële ibuprofen-tabletten zitten vol met andere materialen die 'hulpstoffen' worden genoemd en die het actieve ingrediënt verpakken. Geneesmiddelenfabrikanten voegen deze chemicaliën toe om de tablet smakelijk te maken of de opname in het lichaam te verbeteren. In de ruimte beschermden sommige van deze hulpstoffen de ibuprofen tegen afbraak.

Volker en zijn team bedekten hun tabletten met ijzeroxide. Door zijn hoge dichtheid kan ijzeroxide gammastraling blokkeren. Dus het team verwachtte dat de coating enige bescherming zou bieden. Ze hadden echter niet verwacht dat sommige kunstmatige smaakstoffen de ibuprofen-tabletten ook zouden helpen behouden.

Smaaksensatie, uitstraling

Elk van de testtabletten bevatte een mengsel van drie hulpstoffen:azijnzuuraroma, moutbiscuïteit 037 en 4-ethylfenolwijnaroma. Mout-biscuïteit 037 smaakt best lekker en wordt geproduceerd door mout te bruinen. Proevers beschrijven 4-ethylfenol als medicinaal of paardenachtig.

Volker zegt dat de chemische structuur van twee van deze additieven zou kunnen verklaren waarom ze ervoor zorgen dat ibuprofen langer meegaat in de ruimte.

"Ze maken radicale functiegroepen in feite niet-reactief... Elk van de drie smaken heeft een ander mechanisme om dit te doen", zegt Volker.

Moutachtig biscuit bevat myrceen, een terpeen. Ondertussen heeft 4-ethylfenol een methyleengroep. Volker zegt dat de structuren van deze twee groepen hen tot vrije radicalenvangers maken.

Radicaal, man

Eén type straling - bètastraling - omvat hoogenergetische elektronen. Ze kunnen botsen met moleculen en atomaire bindingen verbreken. Deze moleculen worden vrije radicalen, die kunnen reageren met andere moleculen. Dit veroorzaakt een kettingreactie die een tablet snel kan afbreken.

Vrije radicalenvangers kunnen de schade beperken door de vrije radicalen te stabiliseren. Dit vertraagt ​​het reactieproces dat ibuprofen afbreekt.

Na een jaar in de ruimte werden de tablets teruggestuurd naar de aarde. Hoewel de hypothese van de vrije radicalenvanger kan verklaren wat er is gebeurd, moet het team van Volker het nog steeds testen. Dit houdt in dat de moleculen in de tabletten op grootte worden gescheiden en één voor één worden geïdentificeerd. Als ze eenmaal hebben vastgesteld hoe de tablets kapot gingen, kunnen ze zich een duidelijker beeld vormen van wat er is gebeurd.

Dit zou kunnen helpen bij het maken van geneesmiddelen die langer meegaan voor verkenning van de ruimte. Nu NASA van plan is om tegen 2040 mensen naar Mars te sturen, hebben astronauten medicijnen nodig die de reis kunnen volhouden.

"We geloven echt in menselijke verkenning van de ruimte", zegt Volker. "Om toeleveringsketens en ruimtehabitats te hebben, maakt [langdurige geneeskunde] deel uit van het concept." + Verder verkennen

Ibuprofen-tabletten met toegevoegde smaak overleven beter in de ruimte

Dit artikel verscheen voor het eerst op Particle, een wetenschappelijke nieuwswebsite in Scitech, Perth, Australië. Lees het originele artikel.