LOS ANGELES, Kalifornien. – Pillen gibt es in allen möglichen Formen und Größen. Einige sind beschichtet, andere nicht. Roshni Sen, 17, fragte sich, ob die Beschichtung einer Pille beeinflussen kann, wie lange es dauert, bis die Pille im Körper abgebaut ist. Um dies zu untersuchen, schuf dieser Senior an der Akademie für Wissenschaft und Technologie am Woodlands College Park in Texas einen „Magen“ in einer Flasche. Sie zeigte, dass sich verschiedene Arten von Pillen an verschiedenen Stellen im Verdauungstrakt auflösen. Und das könnte sich darauf auswirken, nach welcher Flasche Sie greifen möchten, wenn Sie Schmerzen haben.
Roshni präsentierte ihre Ergebnisse auf der Intel International Science and Engineering Fair (ISEF). Die jährliche Messe, die von der Society for Science & the Public ins Leben gerufen und von Intel gesponsert wurde, bringt Schüler aus der ganzen Welt zusammen, um ihre Forschungsprojekte zu teilen. (SSP veröffentlicht auch wissenschaftliche Nachrichten für Studenten und diesen Blog.)
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Der Teenager wurde neugierig, wie schnell sich Pillen auflösen, nachdem er über eine neue Art von Pille gelesen hatte, die Medikamente mit konstanter Geschwindigkeit im Körper freisetzen sollte. „Ich fand dieses Papier online über diese neue Art von Pille, die biomedizinische Ingenieure gemacht, die eine poröse äußere Beschichtung hat“, sagt Roshni. Es könnte die Wirkung einer Pille länger anhalten und konsistenter sein. Als sie erkannte, wie wichtig eine Beschichtung sein könnte, beschloss sie bald, ein Experiment durchzuführen, um herauszufinden, wie schnell sich die verschiedenen Arten von Pillen, die jetzt zum Verkauf stehen, im Magen und Dünndarm auflösten.
Diese Pillen, die jetzt auf dem Markt sind, gibt es in vielen Formen und Größen und mit verschiedenen Beschichtungen. Einige sind Flüssigkeit in einem Gel oder Pulver in einem Gel Caplet. Andere sind Tabletten oder komprimierte Kapseln mit glänzenden Beschichtungen. Dies kann beeinflussen, wie schnell das Arzneimittel in den Blutkreislauf gelangt.
Der Teenager arbeitete mit einem Medikament, das verwendet wird, um Fieber und Schmerzen zu behandeln. Es ist in jeder Apotheke erhältlich und am besten unter dem Markennamen Tylenol bekannt. (Der generische Name ist Acetaminophen und Paracetamol, je nachdem, in welchem Land Sie sich befinden.) Am wichtigsten ist, erklärt Roshni, „es kommt mit all den verschiedenen Arten von Beschichtungen, die ich brauchte.“
Sie wollte vier gängige Pillenbeschichtungen untersuchen. Ein Tablet ist das grundlegendste. „Es hat im Wesentlichen keine andere Beschichtung als die, die es nur zusammenhält“, sagt Roshni. Komprimierte Caplets haben eine harte, glänzende Beschichtung. Gelkapseln haben eine Gelbeschichtung um ein Pulver, und weiche Gele werden mit einer Gelbeschichtung um eine Flüssigkeit hergestellt.
Um zu testen, wie schnell sich die Pillen auflösten, musste Roshni einen Ersatz für das menschliche Verdauungssystem finden. So schuf sie Modelle – Simulationen – des Magens und des Dünndarms mit sauren Lösungen in Flaschen.
Der Magen baut Nahrung auf, damit ihre Nährstoffe vom Körper aufgenommen werden können. Aus diesem Grund ist der Magen voller Enzyme und Säure. Der Magen hat einen pH-Wert von etwa 2. Das ist ungefähr so sauer wie Zitronensaft oder Essig. Der Dünndarm, wo die meisten Nährstoffe in der Nahrung absorbiert werden, verwendet hauptsächlich Enzyme, nicht Säure, um die Verdauung der Nahrung aus dem Magen zu beenden. Es ist eine starke Base mit einem pH-Wert von etwa 8. Das ist ungefähr so einfach wie Backpulver. Um diese Umgebungen nachzuahmen, bereitete Roshni drei Becher vor. Ein Becher entsprach dem pH-Wert des Magens. Ein anderer passte zum pH-Wert des Dünndarms. Die dritte, ihre Kontrolle, war reines Wasser mit einem pH-Wert von 7.
Um die Körpertemperatur nachzuahmen, erhitzte sie die Becher auf 37 ° Celsius (98,6 ° Fahrenheit). Sie fügte jeweils einen kleinen Rührstab hinzu, um die Mischungen in Bewegung zu halten. Dies würde für die Bewegung im Magen und Dünndarm stehen, die Nahrung mischt und in Bewegung hält.
Roshni arbeitete im Chemielabor ihrer Schule und gab eine Pille in jedes Becherglas. Sie wartete dann, um zu sehen, wie lange es dauerte, bis sich die Pille vollständig auflöste. Sie wiederholte das Experiment fünfmal für jeden Pillentyp in jedem Becherglas.
In Wasser brauchten alle Pillen mehr als eine Stunde, um sich aufzulösen. Aber es gab Unterschiede im sauren „Magen.“ Die Tabletten, die nicht viel von einer Beschichtung hatten, lösten sich am schnellsten in etwa 12 bis 13 Minuten auf. Die Weichgele dauerten etwas länger und brauchten 15 bis 16 Minuten, um sich aufzulösen, während die Gelkapseln 18 bis 20 Minuten brauchten. Komprimierte Caplets erwiesen sich als am widerstandsfähigsten. Sie brauchten 24 bis 25 Minuten, um sich aufzulösen.
Aber Roshni bekam eine Überraschung, als sie versuchte, ihre Pillen in ihrem „Darm“ -Kolben aufzulösen. Die Tabletten, Weichgele und Gelkapseln brauchten viel länger, um sich in der Grundlösung aufzulösen, zwischen 28 und 36 Minuten. Aber die komprimierten Caplets, die der starken Magensäure widerstanden, lösten sich schnell im „Dünndarm“ in 13 bis 15 Minuten auf.
Komprimierte Caplets sind mit einer zusätzlichen Beschichtung versehen. Es schützt die Pille vor der Magensäure. „Der Hauptzweck ist es, den Prozess zu verlängern“, erklärt Roshni und stellt sicher, dass sich die Pille erst auflöst, wenn sie den Dünndarm erreicht. Warum? Wenn sich eine Pille im Magen auflöst, kann die Säure dort auch einen Teil des Arzneimittels abbauen, bevor es absorbiert werden kann. Das würde die Pille weniger wirksam machen. Das Warten, sich im Dünndarm aufzulösen, kann sicherstellen, dass mehr von dem Medikament in den Blutkreislauf gelangt.
Tabletten und weiche Gele könnten beginnen, Schmerzen und Fieber schneller zu behandeln, weil sie sich schneller auflösen, schließt Roshni. Aber sie könnten auch weniger wirksam sein, weil ein Teil ihrer Medizin im Magen verloren geht. In einigen Fällen könnten sich die komprimierten Caplets als wirksamer erweisen, sagt sie.
Pharmaunternehmen entwickeln Medikamente mit unterschiedlichen Beschichtungen für unterschiedliche Zwecke. Tabletten und weiche Gele können für eine schnelle Linderung nützlich sein. Komprimierte Caplets hingegen können längere Erleichterung bringen.
Am Ende hängt es wahrscheinlich von Ihren Bedürfnissen ab, welche Art von Pille Sie einnehmen. „Viele Leute nehmen einfach eine Pille und hoffen, dass es funktioniert und vergessen es irgendwie“, sagt der Teenager. Sie hofft, dass ihr Experiment dazu beitragen wird, Wissen darüber zu verbreiten, warum es verschiedene Pillenbeschichtungen gibt und was sie tun können.
Und wenn sie in Not ist, bevorzugt Roshni Geschwindigkeit. „Ich habe meiner Mutter gesagt, dass ich keine Gelkappen oder komprimierten Caplets mehr nehmen werde“, sagt sie. „Ich werde weiche Gele nehmen.“
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