Egyszerűsödhetnek a szemészeti kezeléseink Kapu Tiborék űrben elvégzendő kísérlete nyomán

Aki hallott már a második magyar asztronauta küszöbönálló – technikai okokból többször elhalasztott – űrutazásáról, az biztosan tudja azt is, hogy a HUNOR Program keretében a BME egykori hallgatója, Kapu Tibor kutatóűrhajós és az Ax-4 misszió legénysége számos kísérletet végez majd el a Nemzetközi Űrállomáson. Ezek többsége fizikai jellegű, és akad köztük orvosi relevanciájú is: egy olyan magyar fejlesztésű eszköz tesztje, amely új utat nyithat a szemészeti ellátásban.

A dolog érdekessége, hogy a Spinsplit Kft. találmánya – melyet a BME-vel és a Semmelweis Egyetemmel együttműködésben fejlesztett ki – első körben az űrutazások egy nagy fejtörést okozó problémájára kínál megoldást, ám ha beválik, 

a földi egészségügyben is hatékonyabbá, egyszerűbbé tehet bizonyos terápiás folyamatokat.

Speciális kezelés nélkül az űrhajósok többségénél mérhető látásproblémák alakulhatnak ki, hosszabb űrmissziók esetén pedig akár tartós látásromlás is bekövetkezhet. Ennek legfőbb oka a testfolyadékok átrendeződése a súlytalanságban: a felső testfélben megnő a folyadék mennyisége, ezért az erek kitágulnak, nő a koponyán belüli nyomás, így a szemben ödémák alakulhatnak ki, amelyek nyomják a látóideget. Ez a SANS tünetegyüttes (Spaceflight Associated Neurooccular Syndrome), melyet a NASA az űrutazás 5 legfontosabb egészségügyi problémája közé sorol.

Nem mindegy, hogy homályosan, vagy élesen lát az űrhajós

A SANS a későbbiekben feltehetően megelőzhető lehet gyógyszeres terápiákkal, a gond csak az, hogy mikrogravitációs környezetben elég bonyolult a hatóanyag eljuttatása a megfelelő helyre: a szembe. A hagyományos szemcseppes formula gravitáció híján nem jöhet szóba, csak nagyon körülményes eljárások révén, a szem átmosásával kezelhető az érintett terület.

Ez a módszer nehézkes és nem igazán üzembiztos, amellett sok kiegészítő eszköz kell hozzá, amit az űrutazás során inkább kerülni igyekeznek.

Ehhez képest képzeljünk el egy ujjnyi eszközből egyetlen mozdulattal kivehető, pár milliméteres, puha tárgyat, amely az alsó szemzsákba helyezhető, hogy ott feloldódva kifejtse a hatását.

A kutatás jelenlegi fázisában ez a szemészeti inzert egy hatóanyagmentes, steril, polimeralapú, nanoszálas készítmény. A forradalmi technológiát a Spinsplit Kft. BME-s kutatói dolgozták ki Balogh-Weiser Diána (Szerves Kémia és Technológia Tanszék) és Ender Ferenc (Elektronikus Eszközök Tanszék) vezetésével, szoros együttműködésben a Semmelweis Egyetem Intézeteivel (Szemészeti Klinika és Gyógyszerésztudományi Kar, Nagy Zoltán Zsolt és Balogh György Tibor professzorok szakmai útmutatása mellett). A kutatás-fejlesztés a HUNOR Magyar Űrhajós Program END-SANS nevű projektjeként valósul meg.

Oda kell betenni

A cég, amely jelenleg a BME hivatalos innovációs partnere, a VIK és a VBK gondolkodásmódjának szerencsés találkozása, vagy ahogy a két alapító mondja, egy gyógyszerésztudományi elképzelés mérnöki-technológiai megvalósítása: remek példa arra, hogy különböző tudományterületek együtt tudnak dolgozni. „Olyan projekteken dolgozunk, amelyek a klasszikus egyetemi keretrendszerbe nem illeszthetők be, de 

tudatosan próbálunk jó példákat adni egy jövőbeni egyetemi innovációs ökoszisztéma működésére”.

„A tanszékünkön van egy »rendszerek miniatürizálása« diszciplína, ennek a folyadékok kezelésére vonatkozó ága a mikrofluidika, ahol folyadékrendszereket próbálunk kicsinyíteni. Ezekben a mikrokörnyezetekben ugyanis a magas felület/térfogat arány miatt kiválóan kontrollálhatók a körülmények, a hőmérséklet, az áramlási sebesség, ezáltal jobban reprodukálhatók a kísérletek. A Spinsplitben egy lelkes csapattal, erre a tudásra alapozva kezdtünk bele 2018-ban egy számunkra új terület, a nanoszál-technológia fejlesztésébe, amely egy mikrokörnyezetben történő folyadék-szilárd fázisátalakulás” – mondta a bme.hu-nak Ender Ferenc.

Diánával a BME egészségügyimérnök-képzésén találkoztak, majd miután mindketten megszerezték a PhD fokozatot, rájöttek, hogy érdemes céget alapítani és az új rendszert másoknak is elérhetővé tenni. Bekerültek támogatott kutatási projektekbe, nanotechnológiai szakértők csatlakoztak a csapathoz, így egy idő után már nemcsak a készülékeket tudtak kínálni, hanem szolgáltatásként a nanoszálképzéssel kapcsolatos tudást is.

Ender Ferenc és Balogh-Weiser Diána

„Ekkor derült ki, hogy lesz újabb magyar űrhajós – azt még nem lehetett tudni, hogy ki –, akinek az orvosszakmai támogatásáért a Semmelweis Egyetem a felelős, ezért a Szemészeti Klinika igazgatója, Nagy Zoltán épp beleásta magát az űrhajósok szembetegségeinek az irodalmába. Korábban is együttműködtünk, az SE több szálképző berendezésünket megvette, így közösen beadtunk egy, az űrszemészetre fókuszáló pályázatot” – mondta a bme.hu kérdésére Balogh-Weiser Diána.

A NASA-nak is tetszik az ötlet

Az ötlettől alig egy év alatt jutottak el odáig, hogy űrhajós vizsgálja az általuk készített, nanoszálalapú szemészeti inzerteket, egy olyan küldetésen, amelyre két héten keresztül az egész ország odafigyel. „A HUNOR Programtól maximális támogatást kaptunk szakmai és operatív szinten is, a NASA és az Axiom Space szintén pozitívan állt a projekthez, amely egy, az űrutazás során jelentkező mindennapi problémára adhat jól működő megoldást” – tette hozzá.

A kutatóűrhajós sterilen csomagolt, rövid golyóstollhoz hasonló applikátorokat kap, melyekből kivesz egy-egy inzertet és a szemébe helyezi, mint egy kontaktlencsét. Az inzertnek olyasmi az állaga, mint a vattáé, a szemfelszín nedvességével érintkezve kontrollált módon feloldódik, legfeljebb rövid ideig okozhat idegentest-érzést. Az Ax-4 misszión a teszt az alkalmazhatóságról szól: az eszköz steril marad-e, kibontható-e, használni tudja-e az űrhajós, mit érez, zavarja-e a látását stb. Az orvostechnikai eszköznek a magyar hatóságok és a NASA szigorú protokolljainak kell megfelelnie.

Az applikátor

A Semmelweis Egyetem szakemberei a küldetés előtt és után is megvizsgálják a kutatóűrhajós szemét. Sőt, az űrbeli kísérlettel párhuzamosan egy önkéntesekből álló földi kontrollcsoport is kipróbálja a technológiát, vagyis ez egy kontrollált vizsgálat, amin minden új klinikai készítménynek, eszköznek át kell esnie.

Ha beválik, a földi alkalmazása is nagy jövő előtt áll, hiszen 5-6 szemcseppentés helyett elég lehet napi egy inzertet behelyezni, illetve a szemészeti hatóanyagok hosszabb távú, stabil tárolása is lehetségessé válik. „Sokkal pontosabban dozírozható a hatóanyag, mint egy szemcseppel, hiszen az ember azt mellécsöppenti, kipislogja, és a könny 15-szörösére hígítja a szert.”

Nem kell folyton cseppentgetni

A legnagyobb probléma a szemcseppekkel, hogy a hatóanyag ismeretlen hányada szívódik fel és alkalmazásuk is sokszor nehézkes. Egy szilárd készítménynél viszont be lehet állítani, hogy mennyi idő alatt hasson: azonnal vagy több óra alatt feloldódó készítmény is létrehozható. „Lehetőség nyílik arra, hogy több órán keresztül biztosítsuk a felszínen a hatóanyag jelenlétét, nem kell például kétóránként hármat cseppenteni. Ez a kórházban kezelendő betegnél is nagy könnyebbség lehet, nemcsak annál, aki otthon, magának cseppent” – magyarázta Balogh-Weiser Diána.

A másik nehézség a rossz hatóanyag-stabilitás: vízben sok anyag eleve nem jól oldható, ráadásul még fagyasztóban sem sokáig tárolható. A szilárd készítményekben minimális a víz, tehát konzerváltabb állapotban lehet bevinni a hatóanyagot, ami hosszabb tárolhatóságot és jobb stabilitást biztosít.

A szemcseppek ettől még aligha szűnnek meg, de valószínű, hogy a szemészeti gyógykészítmények között nagy szerepük lesz a szilárd hordozórendszereknek.

A mostani tervek szerint a találmányt a BME-vel közösen el lehet vinni a nagyipari gyógyszerfejlesztés belépő szintjéig, ahol ideális esetben egy nagy gyártó segítségével megtörténhet az innováció piaci hasznosítása. „Tehát a BME technológia- és tudástranszferrel foglalkozó cégével, az InnoLabbal együttműködésben szeretnénk továbblépni. Ennek első mozzanataként váltunk az egyetem innovációs partnerévé, de terveink szerint a következő technológiafejlesztési fázisokat már kimondottan a BME-vel szoros együttműködésben tudjuk megvalósítani” – mondta Ender Ferenc.

Kérdésünkre, hogy miként áll az END-SANS Csapat innovációjának levédetése, úgy fogalmazott: az űrszabadalmaztatás egy nagyon speciális terület, folyamatos az egyeztetés szabadalmi ügyvivőkkel és az érintett egyetemekkel.

gp