Ένας εργαζόμενος σε φαρμακευτικής εταιρείας στάθηκε στην κορυφή του κλιμακοστάσιου, τρεις ορόφους πάνω, κρατώντας στο χέρι του ένα μικρό γυάλινο φιαλίδιο. Κοιτώντας το έδαφος, άφησε το φιαλίδιο να πέσει. Επίτηδες.
Το φιαλίδιο δεν έσπασε, απλά αναπήδησε, λέει στο BBC, ο Ρομπ Σάουτ, επιστημονικός διευθυντής της Corning Pharmaceutical Technologies. Είναι εκ των εφευρετών του γυαλιού που χρησιμοποιήθηκε για το φιαλίδιο και ενημερώθηκε για το περιστατικό στο κλιμακοστάσιου από έναν πελάτη που ήθελε να δοκιμάσει πόσο γερό ήταν αυτό το γυαλί.
Το προσωπικό της εταιρείας είχε προσπαθήσει να σπάσει τα φιαλίδια κατά τη διάρκεια δοκιμών πίεσης στο εργαστήριό τους. Δεν τα κατάφεραν και αποφάσισαν να δοκιμάσουν το παλιό καλό τεστ της.
«Αυτή ήταν η πιο σοβαρή δοκιμασία που μπορούσαν να βρουν», προσθέτει ο Δρ Σάουτ.
Η Corning είναι ο κατασκευαστής του Gorilla Glass, ενός ειδικά ενισχυμένου γυαλιού που χρησιμοποιείται για την κατασκευή εξαιρετικά ανθεκτικών οθονών για smartphone. Αλλά η εταιρεία έχει μακρά ιστορία στην καινοτόμα τεχνολογία. Μεταξύ άλλων, εφεύρε επίσης τις πρώτες εκδόσεις των καλωδίων οπτικών ινών, που χρησιμοποιούνται για τις επικοινωνίες μέσω Διαδικτύου.
Είναι μια από τις λίγες εταιρείες που κατασκευάζουν γυάλινα φιαλίδια για τη φαρμακευτική βιομηχανία. Τα δοχεία που περιέχουν φάρμακα, ή εμβόλια πρέπει να πληρούν εξαιρετικά υψηλά πρότυπα ασφαλείας, συμπεριλαμβανομένης της αντοχής σε θραύση και ανθεκτικότητα σε ιδιαίτερες θερμοκρασίες.
Άλλες τέτοιες εταιρείες είναι η Schott της Γερμανίας, που ιδρύθηκε από τον Friedrich Otto Schott, ο οποίος εφηύρε το βοριοπυριτικό γυαλί (Pyrex) το 1897. Αυτό το υλικό χρησιμοποιείται ακόμα στην φαρμακοβιομηχανία και η Schott λέει ότι τα τρία τέταρτα των πρότζεκτς που ασχολούνται με τα εμβόλια Covid-19, χρησιμοποιούν τα προϊόντα της.
Ωστόσο, η Corning έχει τραβήξει την προσοχή της βιομηχανίας τον τελευταίο καιρό με τη εξαιρετική ανθεκτικότητα του γυαλιού Valor, το οποίο παρουσιάστηκε πρώτη φορά το 2017.
«Είναι βασικά το γυαλί Gorilla για φαρμακευτικά προϊόντα», λέει ο Στίβεν Φοξ, αναλυτής στην Fox Advisors.
Η Corning λέει ότι τα φιαλίδια που κατασκευάζονται με γυαλί Valor, που είναι τόσο ανθεκτικά, μπορούν να γεμίσουν πολύ πιο γρήγορα στη γραμμή παραγωγής του εργοστασίου, αυξάνοντας την ταχύτητα παραγωγής έως και 50%, σύμφωνα με την εταιρεία. Αυτό είναι ένα δυνητικά κρίσιμο χαρακτηριστικό σε μια συγκυρία που ο κόσμος απαιτεί δισεκατομμύρια δόσεις εμβολίου σε όσο το δυνατόν συντομότερο δυνατό χρονικό διάστημα.
Η ταχύτητα γεμίσματος έχει να κάνει εν μέρει με την ανθεκτικότητα του γυαλιού, που σημαίνει ότι δεν απαιτείται τόσο λεπτός χειρισμός από τα μηχανήματα. Αλλά οφείλεται επίσης στο γεγονός ότι, χάρη σε μια ειδική επίστρωση, τα φιαλίδια δημιουργούν λιγότερη τριβή, όταν εκατοντάδες από αυτά τρίβονται μεταξύ τους σε μια γραμμή παραγωγής. Αντίθετα, γλιστρούν γρήγορα και ομαδοποιημένα και είναι λιγότερο πιθανό να πέσουν και να απαιτούν χειροκίνητη παρέμβαση.
Το γυαλί γενικά φτιάχνεται από πυρίτιο που βρίσκεται στην άμμο, το οποίο λιώνει και αναμιγνύεται με ίχνη άλλων υλικών. Στην περίπτωση του Valor αυτά είναι αλουμίνιο, ασβέστιο και μαγνήσιο, όπου προστίθενται για να αυξήσουν την αντοχή του υλικού.
Η παραγωγή
Κατά τη διάρκεια της παραγωγής, το γυαλί Valor λιώνει και θερμαίνεται σε σωλήνες που ψύχονται και θερμαίνονται πριν σχηματιστούν σε φιαλίδια. Ο Δρ Σάουτ εξηγεί ότι το επόμενο βήμα περιλαμβάνει μια τεχνική χημικής ενίσχυσης παρόμοια με αυτήν που χρησιμοποιείται για το Gorilla Glass.
Βυθίζοντας τα φιαλίδια σε λιωμένο αλάτι, τα ιόντα νατρίου στο γυαλί αντικαθίστανται με μεγαλύτερα ιόντα καλίου. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα το «γέμισμα» της γυάλινης επιφάνειας ώστε να γίνει πιο σκληρή, λέει ο Δρ Σάουτ.
Τα φιαλίδια δεν έχουν σχεδιαστεί μόνο για να είναι ανθεκτικά σε φαινομενικό επίπεδο, να μην σπάει δηλαδή και να αντέχει δύσκολες θερμοκρασίες. Είναι επίσης ανθεκτικά σε μικροσκοπικό επίπεδο. Μεταξύ των προβλημάτων που κλήθηκαν να λύσουν οι ερευνητές της Corning με το γυαλί Valor, ήταν ένα φαινόμενο που ονομάζεται διαστρωματικός διαχωρισμός - όπου μικροσκοπικά κομμάτια γυαλιού ξεφλουδίζουν από το εσωτερικό των γυάλινων φιαλιδίων και αναμειγνύονται με το εμβόλιο ή το φάρμακο που περιέχουν, πιθανώς προκαλώντας ζημιά στο φαρμακευτικό προϊόν.
Το βόριο και το νάτριο μπορούν να εξατμιστούν από το γυαλί κατά τη διάρκεια της διαδικασίας κατασκευής του φιαλιδίου, το οποίο αποσταθεροποιεί την επιφάνεια του γυαλιού, καθιστώντας το ευαίσθητο στην αποκόλληση αργότερα, όταν γεμίσει το φιαλίδιο. Αφαιρώντας το βόριο και το νάτριο από την επιφάνεια του γυαλιού, η Corning εμποδίζει την εξάτμισης, η οποία διατηρεί ανέπαφο το γυαλί.
Το τελικό βήμα είναι η προσθήκη πολυμερούς επικάλυψης στο γυάλινο φιαλίδιο. Αυτό μειώνει την τριβή μεταξύ των φιαλιδίων καθώς ακουμπάνε μεταξύ τους στις γραμμές παραγωγής. Αυτή η έλλειψη τριβής μειώνει επίσης τα σωματίδια, τη μικροσκοπική σκόνη γυαλιού που δημιουργείται όταν τα φιαλίδια χτυπούν μεταξύ τους.
Οι θερμοκρασίες
Τα εμβόλια Covid-19 που χρησιμοποιούν mRNA, όπως αυτά των Pfizer/BioNTech και Moderna, απαιτούν βαθιά κατάψυξη στους περίπου -80C. Το γυαλί αυτό μπορεί να αντέξει θερμοκρασίες μεταξύ -180C και 400C.
Η αντίσταση στην ακραία θερμότητα είναι επίσης χρήσιμη επειδή οι φαρμακευτικές εταιρείες πλένουν τα φιαλίδια στους περίπου 350C για να τα αποστειρώσουν πριν τα γεμίσουν με τα προϊόντα τους.
«Ποτέ δεν φαντάστηκα ότι θα υπήρχε μια πανδημία που θα χρειαζόταν την εφεύρεσή μας», λέει ο Δρ. Σάουτ.
«Ελπίζω ότι αυτό θα βοηθήσει να ξεπεράσουμε αυτή την πανδημία και ότι θα φτάσει το εμβόλιο στα χέρια ανθρώπων που το χρειάζονται».
Πηγή: BBC