Есть тут у нас один упоротый кристаллический химик @dmitrii_sharovarov, который вообще-то выращивает лопатки турбодвигателей, но хотел рассказать нам всем про сахар.

Фишка в том, что сладость — это не количество молекул в продукте, а динамика накопления концентрации во рту. Грань с меньшей плотностью упаковки легче растворяется и быстрее отдаёт молекулы в раствор. Получается слаще без увеличения концентрации.

Предлагает растить сахар направленно — ну, знаете, примерно как лопатку двигателя.

Смотрим работы!

Тут заметили, что одна грань кристалла может быть липкой, а другая — скользкой. Одна грань гидрофобной, а другая гидрофильной. Традиционные модели в фармацевтике часто игнорируют это, считая частицу однородной. Из-за этого возникают проблемы: лекарство плохо растворяется в желудке, порошок застревает в станках или таблетка рассыпается.

Фактически, проработали модель, которая помогает понять, как и что будет реагировать с человеком. Например, у парацетамола разные грани растворяются с разной скоростью, но если кристалл сильно побить при помоле, дефекты начинают играть большую роль, чем тип грани. А тот же карбамазепин (лекарство от эпилепсии) может превратиться в разные формы — форма III плавится при 192,1°C, а форма I при 193,5°C. Разница мизерная, но растворимость и стабильность отличаются кардинально. Иногда в процессе растворения одна форма превращается в другую, которая растворяется хуже, что снижает эффективность лечения.

Предлагают методы покрытия наночастицами (например, кремнезёмом). Это меняет химию поверхности, не меняя само лекарство. Либо можно выращивать лекарство вместе с другой безопасной молекулой. Это меняет кристаллическую решетку.

Короче, говорят учёные, задолбали своими материальными шариками. Это материальные кубики и ромбики! Надо уметь делать нормальные симуляции в dev-среде.

Вторая работа про скорость растворения лекарств. Есть таблетки, которые плохо растворяются в ЖКТ. Тут подход — поменять кристалл. Выращивали кристаллы в разных средах и получили с соотношением сторон 1:2 и с соотношением сторон 1:15. Молекула этого лекарства — сорафениба — имеет гидрофильные части (где кислород, азот, сера) и гидрофобные (фтор и углеродные кольца). На пластинках торчит много фтора наружу, а вот на иглах кислорода и азота. Иглы лучше.

Дальше проверили в пробирке и на мышах. У игл в мышах пиковая концентрация — 2,41 мкг/мл, у пластинок — 1,85 мкг/мл. То есть, в пике лекарства в крови было на 30% больше. Общая доза, которую получил организм — у игл 11,93, у пластинок — 9,33.

Тут японцы придумали как обмануть мозг по схеме повышения концентрации:
— Когда мы едим что-то сладкое, ощущение притупляется. Первый глоток — самый яркий, десятый — уже обыденный.
— Если после сладкого куска съесть менее сладкий, второй покажется вообще безвкусным или даже неприятным.
— Сахзамы или пульсирующая подача сахара кривые. Сахзамы с послевкусием, а чередование слоёв продукта требует сложной готовки.
— Если начать с меньшей концентрации сахара и плавно повышать её в процессе еды, мозг не успеет привыкнуть.

Проверили с микронасосами в газировке на 25 людях:
— Концентрация сахара всегда 4,7%
— Начинали с 3,8% и плавно поднимали до 5,6%, но среднее значение то же — 4,7%.
— Начинали с 5,6% и опускали до 3,8%.

Результат:
— Люди поделились на привыкающих и непривыкающих. Привыкающие — отлично, для них второй способ был на 13,6% слаще. А непривыкающим пофиг.
— Снижение сахара до 80% от нормы в начале почти не заметно для человека.

Ну и тут как растить аспирин в разных формах, практика.

Если что, уже есть Nestlé's structured sugar из 2020 — пористый аморфный сахар, который растворяется быстрее (40% уменьшение сахара при сохранении восприятия) и DouxMatok's Incredo — кристаллы сахара с микротекстурой из силики, которая увеличивает поверхность контакта с слюной.

Дима говорит, что идею сейчас смотрят Danone, Mondelez, Mars Food, японские исследовательские центры по wagashi.

--
Вступайте в ряды Фурье! | Самые анизотропные посты
Если по кукурузе пустить электрический ток, то вокруг неё образуется кукурузное поле.