Proč ryby vystrkují hlavy nad hladinu nebo co se děje při vaření špaget? Proděkanka pro vnější vztahy Fakulty chemicko-technologické Alena Komersová používá při výuce fyzikální chemie příklady z každodenního života a sama se jako vědkyně zabývá třeba 3D tiskem léků nebo tím, jak léky reagují s alkoholem.
Když jste kdysi nastoupila na univerzitu, tušila jste, že tu jednou budete učit?
Tehdy to byla ještě Vysoká škola chemicko-technologická a v té době mě to určitě nenapadlo. Přišlo mi, že všichni ti učitelé, docenti a profesoři jsou něco nekonečně vzdáleného, co mě asi nikdy nepotká. Když jsem se ale po letech studia postavila na druhou stranu katedry, najednou jsem tu situaci vnímala jinak. Krom toho, že nyní učím a věnuji se vědě, stále ráda vzpomínám na svá studentská léta a studentský život, jelikož díky tomu jsem svým studentům trochu blíže.
Vašimi přednáškami prošly stovky studentů. Změnili se nějak?
Učím asi 20 let a za tu dobu se proměnila celá společnost, tím pádem se změnil i obraz studenta. Dnes jsou oblasti, v nichž studenti jednoznačně předčí své předchůdce. Ale jsou i oblasti, kde zaostávají třeba za studenty, které jsem učila před deseti lety. Podle mě je úlohou učitele, a nejen toho vysokoškolského, aby studenty nasměroval. V dnešní době jsou studenti zahlceni velkým množstvím informací a někdy mají problém je kriticky vyhodnotit. Oproti studentům například před deseti lety začínají být ve vyhledávání informací čím dál více obratní. Dnes už totiž nejsou jedinou možností skripta, ale máme spoustu digitálních zdrojů, i těch vědeckých. Na druhou stranu ale dnešní studenti pokulhávají oproti svým předchůdcům v matematických dovednostech.
Nedávno byl na Fakultě chemicko-technologické den otevřených dveří. Projevily se rozdíly u studentů i tam?
I v tomto se situace zásadně proměnila. Zatímco v minulosti chodívaly skupinky studentů, dnes chodí jednotlivci, které doprovází třeba oba rodiče a často i prarodiče. To nám ukazuje, že dnešní mladá generace bere v potaz názor rodičů, případně prarodičů a velmi na ně spoléhá.
Vyučujete fyzikální chemii, což je pro mnohé takový strašák. Proč tomu tak je?
Nejspíš proto, že fyzikální chemie je kombinace fyziky, chemie a matematiky. Všechny tyto předměty jsou obvykle strašákem už na střední a možná i na základní škole. Takže studenti k nám přicházejí s tím, že to bude určitě hrozně těžké. My se jim snažíme ukázat, že fyzikální chemie není jen teoretická věda někde ve skriptech, ale je všude okolo nás.
Používáte praktické příklady. Jak vaše hodiny vypadají?
Dříve jsem hodinu začínala tím, že jsem se snažila fyzikální zákon nebo jev matematicky odvodit. To většinou poskytne nejlepší příležitost pro pochopení souvislostí. V současné době jsem to obrátila a začínám tím, že uvedu několik praktických příkladů ze života. Ukážu, že i banální věci, se kterými se denně setkáváme, se dějí kvůli zákonu, který chci studentům vysvětlit. Teprve potom se snažím implementovat matematickou část.
Můžete uvést nějaký konkrétní příklad?
Třeba s vysvětlením Henryho zákona mi pomáhají ryby. Když člověku, který není fyzikální chemik, řeknu, že s rostoucí teplotou klesá rozpustnost plynů v kapalinách, moc mu to nedá. Proto se nejprve studentů ptám, proč si myslí, že kapři v rybníce v létě vystrkují hlavy nad hladinu. Společně se dobereme k tomu, že to je tím, že ve vyšších teplotách množství kyslíku rozpuštěného ve vodě klesá. Už zkrátka nepokryje jejich životní spotřebu, takže kapři musí začít přijímat i vzdušný kyslík.
Vaší oblíbenou pomůckou jsou také špagety. Co jimi vysvětlujete?
Při vaření špaget můžeme pozorovat, že ve chvíli, kdy voda začne vařit a my do ní vsypeme sůl, voda vařit přestane. To je důsledek fázové rovnováhy a je to taktéž fyzikální chemie. Vaření špaget je takový banální, ale velmi názorný příklad. Studenti mi říkají, že i kdyby si z fyzikální chemie nepamatovali téměř nic, tak u špaget si vždy vzpomenou.
Ve vaší publikační činnosti se často objevují slova jako léky a alkohol. Čím se zabýváte?
Přes deset let se zabývám farmaceutickou technologií, přípravou a studiem lékových forem s prodlouženým uvolňováním léčiva. Důležitým tématem je vliv alkoholu na uvolňování účinné látky z takovýchto lékových forem. Léková forma s prodlouženým uvolňováním, kterou známe třeba z antibiotik, v praxi znamená, že účinná látka se uvolňuje 12 nebo 24 hodin. Musí jí tam být tedy mnohem více než v jednorázových formách, kterými jsou třeba známé růžové pilulky proti bolesti.
A alkohol tam asi nebude hrát pozitivní roli…
Když lék s prodlouženým uvolňováním někdo zapije tvrdým alkoholem v domnění, že se mu dříve uleví od bolesti, může to být až smrtelně nebezpečné. Tabletka se může rozpadnout a veškeré léčivo, které se mělo uvolňovat po dobu 24 hodin, se uvolní najednou. Snadno tak může dojít k předávkování a k nežádoucím smrtelným účinkům, což se v minulosti už stalo. Od té doby musíme studovat tyto lékové formy v souvislosti s účinkem alkoholu.
Zkoumá se ale také délka uvolňování léčiv. Jak v tomto směru výzkum pokročil?
Za poslední roky se tato forma velmi vyvinula. Když jsme jako děti užívali antibiotika, museli jsme v noci dvakrát vstát a vzít si prášek. Dnes si stačí vzít tabletku jednou za 12 nebo 24 hodin. Takže se značně zlepšila pohoda pacienta, a to nejen snížením frekvence dávkování, ale i snížením nežádoucích účinků.
Kam myslíte, že se bude vývoj ještě posouvat?
To je otázka spíše pro farmaceuta. Ale osobně se domnívám, že určitě bude kladen důraz na individualizaci terapie a snížení rizika nežádoucích účinků. To znamená připravit pacientovi lék na míru tak, aby odrážel specifika každého z nás. Vrátím se k růžové tabletce, kterou lze sehnat v gramáži 200 nebo 400 miligramů ibuprofenu. Co když ale někdo potřebuje 325 miligramů? To v lékárně nesežene. Ale dnešní technologie 3D tisku užívaná ve farmacii umožňuje nadávkovat pacientovi účinné látky přesně tolik, kolik potřebuje, a snižuje se tak pravděpodobnost nežádoucích účinků.
Jak nám ještě může 3D tisk posloužit, co se týče léků?
V dnešní době hraje 3D tisk důležitou roli také v souvislosti s cílením léčiva do určitých částí gastrointestinálního traktu, například do tenkého nebo tlustého střeva. Pomocí 3D tisku se snažíme připravit lékové formy, které se skrz žaludek dostanou až do střeva a umožní cílené podání léčiva. 3D tisk představuje také nekonvenční metody potahování tablet, do nichž lze už snadno zakomponovat více účinných látek, aby pacient nemusel polykat hned několik různých léků. Dále se používá jako metoda ke zvýšení rozpustnosti málo účinných léčiv.
3D tisk využíváte i na vaší fakultě. Zajímá tato oblast studenty?
Studenty to velmi baví. Pro dnešní mladou generaci to může být i taková výzva, protože často ovládá digitální technologie lépe než my. Mnozí studenti mají 3D tiskárnu doma a zkoušejí, co s ní lze dělat, a velmi obratně zvládají převádět modely do vhodného formátu pro tisk. Na nás učitelích je, abychom jim vysvětlili vlastnosti materiálů a ukázali jim, jak je využít, aby to pomohlo ve farmaceutické technologii nebo například v polygrafii. Studenti pak třeba zjistí, že je to perspektivní a že se tím chtějí v budoucnu živit.
Co byste vzkázala dnešním studentům?
Aby se nebáli technických věd a snažili se pomocí matematiky, fyziky a chemie pochopit souvislosti. Chemie je opravdu všude okolo nás.
doc. Ing. Alena Komersová, Ph.D. (1971)
Vystudovala obor Technická analytická a fyzikální chemie (1995), doktorské studium ukončila v oboru Analytická chemie, habilitaci získala v oboru Fyzikální chemie.
Od roku 2022 je proděkankou pro vnější vztahy FChT.
Její výzkum se zaměřuje na materiály pro chemickou a zejména farmaceutickou technologii.
V současnosti se věnuje využití 3D tisku v souvislosti s přípravou pevných lékových forem.
Ve svém volném čase se věnuje rodině, historii, cestování a také ráda lyžuje.
Tento text najdete v exkluzivním vydání časopisu Univerzity Pardubice MY UPCE, v tištěné i on-line podobě.