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美国DARPA投资小型可移动制药设备
发布时间:2016-4-16    浏览次数:388
美国DARPA投资小型可移动制药设备

    这种新型移动设备能够按照需求生产不同药物。正如应急发电机能在停电时提供电量一样,这个系统能在疾病暴发时快速生产应急药物,或者防止药厂停产而引发的药品短缺。

    “你可以认为这是制药业的应急备用。” MIT 化学工程教授艾伦·迈尔森(Allan Myerson)说,“它的作用不是取代传统制药业,它是特殊情况下的一种替代品。”

    这样的系统也可以用来生产临床实验所需的少量药物,或者生产用以治疗罕见病症的药物。MIT 化学工程的“Warren K. Lewis”荣誉教授克拉夫·詹森(Klavs Jensen)教授说,“这个项目的目标是建造小型、可移动的一体化设备。你可以把它运到任何地方。而且只要有正确的化学原料,你就能制药。”

    这篇发表在《科学》杂志上的文章作者包括:MIT 研究助理安德烈·阿达莫(Andrea Adamo),克拉夫·詹森,艾伦·迈尔森和 MIT 化学系主任蒂莫西·贾米森(Timothy Jamison)。

更多灵活性

    传统制药,或称“批量处理”,所需的时间是几周甚至几个月。活性药物成分在化工厂合成后被运到其他工厂来转化成患者可以服用的片剂或药水。这个系统不能灵活应对需求激增,而且容易在某个环节停产时全线崩溃。

    很多制药公司在研发一种替代方案,称为“流程处理”——在同一地点完成所有的生产。

    五年前,一个包括詹森,迈尔森,和贾米森 MIT 研究小组展示了一个更大的样品(24x8x8英尺),它进行了从化学合成到药片的连续完整的生产。那个由诺华制药投资的项目虽然结束了,但连续生产的雏型仍在发展,研究者们在开发合成、纯化和配方的新方法。

    在这项由美国国防部高级研究计划局(DARPA)投资的新项目里,MIT 研究者们以之前诺华制药投资的项目成果为基础,制造了更小的适合运输的设备。他们的新系统能生产四种药液——苯海拉明(Benadryl),利多卡因(lidocaine),安定(Valium)和百忧解(Prozac)。这台设备能在24小时里生产1000剂的药量。

    连续系统的关键是设计化学反应使试剂在相对小型的管道里流动,这和多数在大桶中进行的制药反应不同。传统的批量处理被大桶过热的问题困扰,而流动系统使得产生大量热量的反应能够安全进行。

    “很多情况下,我们开发那些从未在连续流程平台上实行过的靶向合成,”贾米森说,“这对我们有很多挑战,即使这些合成在批量处理中很成功。这也是一个机会,因为在流动系统里,你可以用不同方式构建分子。”

    合成每种药物的化学反应在前两个模块中完成。反应设计在250摄氏度和17个大气压下进行。

    研究者能轻松地转换模块重置系统来生产其他药物。“几个小时之内我们就能从一种合成物转换为另一种。”詹森说。

    在第二个模块中,原药溶液通过结晶、过滤和干燥去溶剂进行纯化,然后按剂量溶解或者悬浮在水里。研究者们加入了超声监测系统检测最终药物浓度。

小规模的生产

    约翰霍普金斯医院重症监护和手术药房的部门主管约翰·列文(John Lewin)认为,这种生产方式能够节约成本,帮助患者更容易得到需要的药物。“这为医药制造和分发的新范例打下基础,”他说,“这样的设备能真正解决美国乃至世界上的需求挑战。”

    小型系统的一个优势是,能制作在大型工厂制作成本太过昂贵的小剂量药物。这对用于治疗罕见疾病的药物很有帮助。“有时这些药物很难得到,因为大规模生产这类药物是不经济的,”詹森说。

    这对于药品储存设施稀缺的地域也很有用,因为药物可以按需求制造,无需长期储存。

    “你可以根据需求制药,并且只需要简单的剂型,因为它们很快就被服用,不需要长期稳定性。”迈尔森说。

    现在,研究者们在进行项目第二期的开发,使系统缩小40%,并能进行更复杂的化学合成。他们也在进行片剂生产,这比药液的生产程序更为复杂。

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