科學家可通過3D打印機合成藥物及化學衍生物

在不久后的將來，我們也許再也不用在生病時去藥店買藥了，通過把簡單的化合物放入瓶裝的反應裝置中，科學家已經(jīng)能通過 3D 打印機合成藥物以及各種化學衍生物。他們表示，該技術(shù)能將化學過程數(shù)字化，使人們能自己合成生活中所需的各類化學材料。目前，3D 打印已有了廣泛的應用價值，英國格拉斯哥大學化學家 Cronin 表示：“我們的方法將挽救供不應求、在工廠中難以制造的藥物的生產(chǎn)效率，并允許制造方式的高度定制化�！边@也能使調(diào)整某些在商品市場中需求量小、難以獲取卻又必不可少的藥物的供給量，使偏遠地區(qū)獲取更多資源。

“這將是一個里程碑式的成就，該技術(shù)的實驗報告將無比引人注目�！泵绹�西北大學諾貝爾獎得主、該研究的參與人 Fraser Stoddart 表示。目前，3D 打印已有了廣泛的應用價值。從鞋子、汽車零配件到人造血管和武器搶支，無一不有 3D 打印的蹤影。

近幾年，澳大利亞和歐洲的科學家們正邁向行業(yè)的前沿，使用小型儀器制造化學反應裝置。澳大利亞公司 CSIRO Manufacturing 的化學工程師 Christian Hornung 表示，這些裝置將變成高效安全的微型工業(yè)基地。

無獨有偶，英國格拉斯哥大學化學家 Leroy Cronin 也在尋找一種拓寬非專業(yè)用戶合成藥物能力的自主儀器。換句話說，MP3 播放器以數(shù)字化的民主的方式解放了音樂市場，他想以類似的形式開放藥物市場。

在 2012 年，Cronin 在《自然-化學》(Nature Chemistry)上發(fā)表的文章實現(xiàn)了他計劃的第一步。該文章描述了一種他命名為 reactionware的機器，它實為含有催化劑和其他部件的化學反應器皿，能保證具體不同反應的發(fā)生。通過添加反應物，Cronin 的團隊合成了各式各樣的化合物樣本，包括環(huán)狀的有機化合物乙苯。然而，Cronin 承認有批評者懷疑該方法能否制造如藥物之類的高度復雜化合物�！拔蚁矚g聽到質(zhì)疑的聲音�！彼�表示。

事實證明，他的努力得到了結(jié)果。在新一期的《科學》雜志上，Cronin 和其團隊發(fā)布了其最新的打印方法，通過一系列環(huán)環(huán)相扣的反應器皿(這些器皿用于如過濾、蒸餾、攪拌等不同的反應機制)在 12 個步驟之內(nèi)完成 4 種不同的化學反應。通過在特定時間、以特定的順序加入反應物，該儀器能將容易獲取的簡單材料制備成肌肉弛緩劑巴氯芬。如果把反應物換成不同的試劑，就能制備其他不同類型的藥品，如治療潰瘍和反酸的抗痙攣藥物。

Cronin 表示：“我們的方法將挽救供不應求、在工廠中難以制造的藥物的生產(chǎn)效率，并允許制造方式的高度定制化。”這也能使調(diào)整某些在商品市場中需求量小、難以獲取卻又必不可少的藥物的供給量，使偏遠地區(qū)獲取更多資源，CSIRO 公司的化學工程師 Hornung 補充到。

除此之外，消除有機化工廠職工的安全隱患也是 Cronin 的目標之一。這些化學家必須在藥物合成的步驟中操作，因此會暴露在化學物的危險之下。“我們的制造機制能使化學家專注于研究，尋找更多有藥效的分子。該機制也能允許生物學家和神經(jīng)學家輕松地合成某些半衰期很短的分子，以滿足他們的研究需要�！�

但 Hornung 也表達了他對該技術(shù)的擔心：這樣下去，不法分子合成危險藥物的門檻也會被大大降低。Cronin 堅信，其研究成果總歸是利大于弊的，我們不能因為不可知的風險放棄挽救生命的機會。在制藥產(chǎn)業(yè)，假冒偽劣藥品是一項全球性問題。零售藥品中有相當一部分的成分被制藥商動了手腳，將其中的有效成分換成了化學結(jié)構(gòu)類似的替代品甚至是危險合成物。在某些發(fā)展中國家，假藥占據(jù)了市場份額的 30%，給合法的制藥公司造成至少每年 2000 億的損失。 若是使用 reactionware，制造假藥的風險就大大降低了，因為該儀器中每種制藥方式都嚴格生產(chǎn)一種藥物。

但是，法律如何監(jiān)管這種新型制藥方式仍需探討。若這種機器真的走向市場化，美國食品藥品監(jiān)管局就需要重寫他們的章程了。比起規(guī)范制藥廠商，監(jiān)管人員更需要保證 reactionware 制備有效安全的藥品。Cronnin 也承認了這一弊端，但他仍認為該問題能在合理的范圍內(nèi)得到解決，如在合成后對生成物進行化學測試以保證該產(chǎn)物沒有出現(xiàn)偏差。Cronnin 表示：“我認為這是可行的�！�

來源：DeepTech深科技
延伸閱讀：醫(yī)療神器：僅長0.9毫米的3D打印膠囊，可精準遞送藥物