La ricerca continua su un'eventuale missione di 140 milioni di miglia su Marte, sviluppando i mezzi di trasporto più recenti e gli habitat necessari per il pianeta rosso.

Ma intraprendere una tale missione e vivere in sicurezza sia durante che dopo sono idee diverse. Quest'ultimo è il focus di ricerca di Alina Alexeenko.

"Sappiamo come arrivare nello spazio, ma non è la stessa cosa che sapere come sopravvivere lì, " ha detto Alexeenko, un professore di Purdue in aeronautica e astronautica. "Se dobbiamo fare una colonia su Marte, non invieremo pillole o una fabbrica farmaceutica. Non ci sarà un CVS su Marte".

Per assicurarsi che gli astronauti abbiano il nutrimento e i farmaci per sopravvivere a un'avventura nello spazio di un anno così lunga, Alexeenko ha intrapreso diversi progetti di ricerca riguardanti la liofilizzazione, chiamato anche liofilizzazione.

La liofilizzazione utilizza uno sterile, ambiente sottovuoto per rimuovere l'acqua da prodotti come alimenti e medicinali dopo che sono stati congelati. Il processo converte l'umidità congelata negli articoli in vapore, eliminando la fase liquida.

I risultati aumentano la stabilità e la durata di conservazione dei farmaci e migliorano la capacità di conservare e trasportare il cibo mantenendone il valore nutritivo. La liofilizzazione è utilizzata in quasi la metà dei farmaci biofarmaceutici creati.

"Se dobbiamo fare una colonia su Marte, non invieremo pillole finite o una fabbrica farmaceutica, " Ha detto Alexeenko. "Dobbiamo reinventare il modo in cui i farmaci verranno conservati e trasportati e sarà coinvolta la liofilizzazione perché dovremo conservare i farmaci a lungo termine".

Alexeenko è il co-direttore fondatore dell'Advanced Lyophilization Technology Hub, o LyoHub, con sede nel Birck Nanotechnology Center al Discovery Park di Purdue. È affiancata da Elizabeth Topp, collega co-direttore fondatore e professore di farmacia industriale e fisica.

Cibo e medicine non sono gli unici articoli che possono essere sottoposti a liofilizzazione. Alexeenko ha affermato che un sistema di trattamento biologico dell'acqua per stazioni spaziali e colonie spaziali si concentra sul mantenimento in vita dei batteri in uno stato liofilizzato. I batteri possono quindi essere utilizzati per trattare l'acqua.

"Penso che sia la meno conosciuta delle più importanti tecnologie inventate nel XX secolo, " ha detto. "Se guardi l'impatto, è abbastanza significativo. Ci sono così tanti aspetti al di là dello spazio, come la produzione e la tecnologia".

così sconosciuto, infatti, che la stessa Alexeenko dice che è stato per caso che ha iniziato il suo lavoro nella liofilizzazione. Come assistente universitario del secondo anno nel 2007, Alexeenko ha ricevuto un'e-mail da un ingegnere dei Paesi Bassi che gli chiedeva di uno stato insolito dei gas che ha detto di aver incontrato durante la liofilizzazione. Ha chiesto a un collega della porta accanto se avesse mai sentito parlare di tale tecnologia e lui l'ha indirizzata verso un'amica del College of Pharmacy.

I prodotti farmaceutici sono un grande destinatario dei vantaggi della liofilizzazione. È stato usato per la prima volta per stabilizzare il plasma sanguigno per trattare le infezioni infantili prima che fossero disponibili i vaccini e in seguito ha permesso l'uso delle banche del sangue durante la seconda guerra mondiale e subito dopo ha permesso la produzione di massa di penicillina. Ora fa parte del processo per molti nuovi farmaci antitumorali e anti-artrite reumatoide e molti vaccini.

La ricerca sulla liofilizzazione si concentra maggiormente sul processo stesso rispetto a come può essere utilizzato. Nuovi metodi di controllo e sensori stanno migliorando un processo tutt'altro che efficiente che Alexeenko ha paragonato alla produzione di biscotti in un forno, un lotto alla volta.

"Hai la ricetta, ma non sai necessariamente cosa sta succedendo finché non è fatto e non li tiri fuori, " ha detto. "Ma i sensori possono fornire informazioni in tempo reale e i controlli possono mantenere il processo entro un intervallo sicuro per la molecola che viene colpita".

LyoHub di Purdue è costituito da un consorzio di oltre 20 leader del settore nella medicina alimentare e in altre aree. Alexeenko ha affermato che uno dei progetti ha sviluppato una simulazione numerica per comprendere la probabilità di liofilizzazione, consentendo un test al computer piuttosto che una costosa corsa sperimentale.

La partnership industria-università ha anche prodotto una prima road map tecnologica nella liofilizzazione e sta lavorando alla prima serie di standard scientifici per la tecnologia.

"Perché è fatto nel vuoto, richiede molta energia e può essere difficile, " ha detto Alexeenko. "Si tratta di un processo di produzione molto complesso con un sacco di fisica che sono molto intricate.

"Ci sono molti margini di miglioramento, " ha detto. "Si tratta di una tecnologia a bassa efficienza. Voglio vedere, nella mia carriera professionale, il processo reso molto più veloce e continuo."