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科学家通过3D打印机合成药物 将化学过程数字化

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  • 2018-02-11
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科学家通过3D打印机合成药物 将化学过程数字化  在不久后的将来,我们也许再也不用在生病时去药店买药了…

原标题:科学家通过3D打印机合成药物 将化学过程数字化

  在不久后的将来,我们也许再也不用在生病时去药店买药了。通过把简单的化合物放入瓶装的反应装置中,科学家已经能通过3D打印机合成药物以及各种化学衍生物。他们表示,该技术能将化学过程数字化,使人们能自己合成生活中所需的各类化学材料。

  “这将是一个里程碑式的成就,该技术的实验报告将无比引人注目。”美国西北大学诺贝尔得主、该研究的参与人 Fraser Stoddart 表示。

  目前,3D 打印已有了广泛的应用价值。从鞋子、汽车零配件到人造血管和武器,无一不有 3D 打印的踪影。

  近几年,和欧洲的科学家们正迈向行业的前沿,使用小型仪器制造化学反应装置。公司 CSIRO Manucturing 的化学工程师 Christian Hornung 表示,这些装置将变成高效安全的微型工业。

  无独有偶,英拉斯哥大学化学家 Leroy Cronin 也在寻找一种拓宽非专业用户合成药物能力的自主仪器。换句线 播放器以数字化的的方式解放了音乐市场,他想以类似的形式药物市场。

  在 2012 年,Cronin 在《自然 - 化学》(Nature Chemistry)上发表的文章实现了他计划的第一步。该文章描述了一种他命名为 reactionware 的机器,它实为含有催化剂和其他部件的化学反应器皿,能具体不同反应的发生。通过添加反应物,Cronin 的团队合成了各式各样的化合物样本,包括环状的有机化合物乙苯。然而,Cronin 承认有者怀疑该方法能否制造如药物之类的高度复杂化合物。“我喜欢听到质疑的声音。”他表示。

  事明,他的努力得到了结果。在新一期的《科学》上,Cronin 和其团队发布了其最新的打印方法,通过一系列环环相扣的反应器皿(这些器皿用于如过滤、蒸馏、搅拌等不同的反应机制)在 12 个步骤之内完成 4 种不同的化学反应。通过在特定时间、以特定的顺序加入反应物,该仪器能将容易获取的简单材料制备成肌肉弛缓剂巴氯芬。如果把反应物换成不同的试剂,就能制备其他不同类型的药品,如治疗溃疡和反酸的抗痉挛药物。

  Cronin 表示:“我们的方法将供不应求、在工厂中难以制造的药物的生产效率,并允许制造方式的高度定制化。”这也能使调整某些在商品市场中需求量小、难以获取却又必不可少的药物的供给量,使偏远地区获取更多资源,CSIRO 公司的化学工程师 Hornung 补充到。

  除此之外,消除有机化工厂职工的安全隐患也是 Cronin 的目标之一。这些化学家必须在药物合成的步骤中操作,因此会在化学物的之下。“我们的制造机制能使化学家专注于研究,寻找更多有药效的。该机制也能允许生物学家和神家轻松地合成某些半衰期很短的,以满足他们的研究需要。”

  但 Hornung 也表达了他对该技术的担心:这样下去,合成药物的门槛也会被大大降低。

  Cronin ,其研究总归是利大于弊的,我们不能因为不可知的风险放弃生命的机会。在制药产业,假冒伪劣药品是一项全球性问题。零售药品中有相当一部分的成分被制药商动了手脚,将其中的有效成分换成了化学结构类似的替代品甚至是合成物。在某些发展中国家,假药占据了市场份额的 30%,给的制药公司造成至少每年 2000 亿的损失。 若是使用 reactionware,制造假药的风险就大大降低了,因为该仪器中每种制药方式都严格生产一种药物。

  但是,法律如何监管这种新型制药方式仍需探讨。若这种机器真的市场化,美国食品药品监管局就需要重写他们的章程了。比起规范制药厂商,监管人员更需要 reactionware 制备有效安全的药品。Cronnin 也承认了这一弊端,但他仍认为该问题能在合理的范围内得到解决,如在合成后对生成物进行化学测试以该产物没有出现偏差。Cronnin 表示:“我认为这是可行的。”

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