Les recherches se poursuivent sur une éventuelle mission de 140 millions de milles vers Mars, développer les derniers transports ainsi que les habitats nécessaires à la planète rouge.

Mais se lancer dans une telle mission et vivre en toute sécurité pendant et après sont des idées différentes. Ce dernier est l'axe de recherche d'Alina Alexeenko.

"Nous savons comment aller dans l'espace, mais ce n'est pas la même chose que de savoir comment y survivre, " dit Alexeenko, un professeur Purdue en aéronautique et astronautique. "Si nous devons faire une colonie sur Mars, nous n'allons pas envoyer de pilules ou une usine pharmaceutique. Il n'y aura pas de CVS sur Mars."

Pour s'assurer que les astronautes ont la nourriture et les médicaments nécessaires pour survivre à une telle aventure d'un an dans l'espace, Alexeenko a entrepris plusieurs projets de recherche impliquant la lyophilisation, aussi appelé lyophilisation.

La lyophilisation utilise un stérile, environnement sous vide pour éliminer l'eau des produits tels que les aliments et les médicaments après leur congélation. Le processus convertit l'humidité congelée dans les articles en vapeur, éliminer la phase liquide.

Les résultats augmentent la stabilité et la durée de conservation des médicaments et améliorent la capacité de stocker et de transporter les aliments tout en conservant leur valeur nutritionnelle. La lyophilisation est utilisée dans près de la moitié des médicaments biopharmaceutiques créés.

"Si nous devons faire une colonie sur Mars, nous n'allons pas envoyer des pilules finies ou une usine pharmaceutique, " a déclaré Alexeenko. "Nous devons réinventer la façon dont les médicaments seront stockés et transportés et la lyophilisation sera impliquée car nous devrons conserver les médicaments à long terme."

Alexeenko est co-directeur fondateur du Advanced Lyophilization Technology Hub, ou LyoHub, basé au Birck Nanotechnology Center du Purdue's Discovery Park. Elle est rejointe par Elizabeth Topp, co-directeur fondateur et professeur de pharmacie industrielle et physique.

La nourriture et les médicaments ne sont pas les seuls éléments qui peuvent être soumis à la lyophilisation. Alexeenko a déclaré qu'un système de traitement biologique de l'eau pour les stations spatiales et les colonies spatiales se concentre sur le maintien des bactéries en vie dans un état lyophilisé. Les bactéries peuvent ensuite être utilisées pour traiter l'eau.

"Je pense que c'est la moins connue des technologies les plus importantes inventées au 20ème siècle, " dit-elle. " Si vous regardez l'impact, c'est assez important. Il y a tellement d'aspects au-delà de l'espace, tels que la fabrication et la technologie.

Si inconnu, En réalité, qu'Alexeenko elle-même dit que c'est par hasard qu'elle a commencé son travail dans la lyophilisation. En tant que professeur assistant en deuxième année en 2007, Alexeenko a reçu un e-mail d'un ingénieur des Pays-Bas lui demandant un état inhabituel des gaz qu'il aurait rencontré lors de la lyophilisation. Elle a demandé à un collègue d'à côté s'il avait déjà entendu parler d'une telle technologie et il l'a dirigée vers un ami du Collège de pharmacie.

Les produits pharmaceutiques sont un grand bénéficiaire des avantages de la lyophilisation. Il a d'abord été utilisé pour stabiliser le plasma sanguin pour traiter les infections infantiles avant que les vaccins ne soient disponibles. Cela fait maintenant partie du processus de nombreux nouveaux médicaments anticancéreux et anti-arthrite rhumatoïde et de nombreux vaccins.

La recherche sur la lyophilisation se concentre davantage sur le processus lui-même que sur la façon dont il peut être utilisé. De nouvelles méthodes de contrôle et de nouveaux capteurs améliorent un processus moins qu'efficace qu'Alexeenko a comparé à la fabrication de cookies dans un four, un lot à la fois.

« Vous avez la recette, mais vous ne savez pas nécessairement ce qui se passe jusqu'à ce que ce soit fait et que vous les retiriez, ", a-t-elle déclaré. "Mais les capteurs peuvent fournir des informations en temps réel et les contrôles peuvent maintenir le processus dans une plage sûre pour la molécule touchée."

Le LyoHub de Purdue est composé d'un consortium de plus de 20 leaders de l'industrie de la médecine alimentaire et d'autres domaines. Alexeenko a déclaré que l'un des projets a développé une simulation numérique pour comprendre la probabilité de lyophilisation, permettant un test informatique plutôt qu'un essai expérimental coûteux.

Le partenariat industrie-université a également produit une première feuille de route technologique en lyophilisation et travaille sur le premier ensemble de normes scientifiques pour la technologie.

"Parce que c'est fait dans le vide, cela demande beaucoup d'énergie et peut être difficile, " a déclaré Alexeenko. " C'est un processus de fabrication très complexe avec beaucoup de physique qui est très complexe.

"Il y a beaucoup de place pour l'amélioration, " a-t-elle dit. " C'est une technologie assez peu efficace. Je veux voir, dans ma carrière professionnelle, le processus est devenu beaucoup plus rapide et continu."