Op Harvard is een vernevelaar bedacht die amorfe nanodeeltjes maakt van kristallijne stoffen. Zo kun je de oplosbaarheid van bijvoorbeeld geneesmiddelen sterk verhogen, melden Esther Amstad, David Weitz en collega’s in Science.

Het idee is dan dat je de nanodeeltjes zó klein maakt en zó snel droogt dat ze de tijd niet krijgen om uit te kristalliseren.

De vernevelaar is een soort geminiaturiseerde spoeidroger-op-een-chip, vervaardigd uit PDMS-siliconenrubber. Door de kleine schaal kun je met vrij beperkte luchtdruk supersonische gassnelheden bereiken, zodat je nanodruppeltjes heel snel van hun vloeistofcomponent kunt ontdoen. Door de snelle verdamping daalt bovendien de temperatuur, wat de vorming van kristalkiemen verder vertraagt.

De onderzoekers probeerden het uit met de cholesterolverlager fenofibraat, een hydrofoob organisch molecuul dat heel snel uitkristalliseert. Bij een inlaatdruk van 0,28 MPa kwamen er deeltjes uit met een gemiddelde diameter van 14 nanometer; röntgendiffractie gaf geen enkele kristalstructuur te zien, en ook onder de elektronenmicroscoop zagen de deeltjes er amorf uit.

Of het ook in theorie klopt, zeggen de onderzoekers niet exact te kunnen berekenen wegens gebrek aan kennis van het kristallisatieproces. Ze kunnen alleen vermoeden dat de moleculen als het ware vastvriezen in een amorfe glastoestand.

Die bevroren toestand blijft vervolgens heel lang behouden. Bij kamertemperatuur bleven de deeltjes minstens 7 maanden amorf. Bij 65 graden Celsius begonnen ze na een maand of drie een heel klein beetje uit te kristalliseren.

Inmiddels is duidelijk dat het met meer stoffen lukt. Zelfs met keukenzout, dat zo snel kristalliseert dat er nooit eerder een amorfe variant van was geïsoleerd. Voorwaarde is wel dat de NaCl-deeltjes kleiner zijn dan 15 nm.

Voor commerciële toepassing is de capaciteit van de vernevelaar wel aan de kleine kant. De onderzoekers hebben er drie parallel gezet en konden zo 15 mg nanodeeltjes per uur maken, wat net genoeg is om op labschaal uit te testen of ze door een celkweekje echt beter worden opgenomen dan kristallen.

Het goede nieuws is dan weer dat het parallel schakelen technisch geen problemen oplevert, wat bij microreactoren lang niet vanzelfsprekend is. Je kunt dus voorzichtig aan het gebruik van veel grotere aantallen vernevelaars gaan denken.

bron: Harvard, Science