科学者は3Dプリンターを使って医薬品や化学誘導体を合成できる

近い将来、病気になったときに薬局に行って薬を買う必要がなくなるかもしれません。科学者は、ボトル入りの反応装置に単純な化合物を入れることで、3Dプリンターで薬剤やさまざまな化学誘導体を合成することができます。この技術は化学反応をデジタル化することができ、生活に必要なあらゆる種類の化学物質を合成できるようになると研究者らは述べた。現在、3Dプリントは幅広い応用価値を持っている。英国グラスゴー大学の化学者クロニン氏は「私たちの方法は、供給不足で工場で製造するのが難しい医薬品の生産効率を節約し、製造方法の高度なカスタマイズを可能にする」と述べた。これにより、需要が低く、入手が難しいが商品市場で不可欠な特定の医薬品の供給を調整し、遠隔地がより多くの資源を獲得できるようになる。

「これは画期的な成果となるだろうし、この技術の実験報告は非常に注目を集めるだろう」と、ノースウェスタン大学のノーベル賞受賞者でこの研究に参加したフレイザー・ストッダート氏は語った。現在、3Dプリンティングは幅広い応用価値を持っています。靴や自動車部品から人工血管や武器まで、3D プリントはあらゆるものに使用されています。

近年、オーストラリアとヨーロッパの科学者たちは、小型機器を使用して化学反応装置を作成し、業界の最前線に立っています。オーストラリアのCSIRO Manufacturing社の化学エンジニア、クリスチャン・ホーナング氏は、これらの施設は効率的で安全な小規模産業の拠点となるだろうと語った。

同様に、英国グラスゴー大学の化学者リロイ・クロニン氏は、非専門家の薬物合成能力を高める自律型装置を探している。言い換えれば、MP3 プレーヤーが音楽市場をデジタル的かつ民主的に解放したのと同じように、彼は麻薬市場を開放したかったのです。

2012年、クロニン氏はネイチャー・ケミストリー誌に自身の計画の第一歩となる論文を発表した。この記事は、彼が「リアクションウェア」と呼ぶ機械について説明しています。これは実際には、特定の反応を確実に起こすことができる触媒やその他のコンポーネントを含む化学反応容器です。クロニン氏のチームは、反応物を加えることで、環状有機化合物エチルベンゼンを含む多種多様な化合物サンプルを合成した。しかし、クロニン氏は、批評家たちがこの手法が医薬品のような非常に複雑な化合物の製造に使用できるかどうか疑問視していることを認めている。「私は疑問を聞くのが好きなのです」と彼は言った。

彼の努力は報われた。サイエンス誌の最新号で、クロニン氏と彼のチームは最新の印刷方法を発表しました。この方法では、一連の連結反応容器（これらの容器は、濾過、蒸留、撹拌などのさまざまな反応メカニズムに使用されます）を使用して、12ステップで4つの異なる化学反応を完了します。この装置は、反応物を特定の時間と順序で添加することで、シンプルで入手しやすい原料から筋弛緩剤バクロフェンを調製することができます。反応物を異なる試薬に置き換えると、潰瘍や胃酸逆流症の治療のための抗けいれん薬など、他の異なるタイプの薬剤を調製することができます。

「私たちのアプローチは、供給不足で工場で製造するのが難しい医薬品の生産効率を維持し、製造方法の高度なカスタマイズを可能にする」とクロニン氏は述べた。また、需要が少なく商品市場で入手困難な特定の必須医薬品の供給を調整し、遠隔地でより多くの資源を利用できるようにすることも可能になると、CSIROの化学エンジニアであるホーナング氏は付け加えた。

さらに、有機化学工場の労働者の安全上の危険を排除することもクロニン氏の目標の一つです。これらの化学者は薬物合成の段階で作業を行う必要があるため、危険な化学物質にさらされることになります。「当社の製造メカニズムにより、化学者は治療効果のある分子をさらに発見することに研究を集中できるようになります。また、生物学者や神経科学者は、研究ニーズを満たすために半減期が非常に短い特定の分子を簡単に合成できるようになります。」

しかしホーナング氏はこの技術について懸念も表明した。このままでは、犯罪者が危険な薬物を合成するハードルは大幅に下がることになるだろう、と。クロニン氏は、研究結果のメリットは常にリスクを上回ると固く信じており、未知のリスクのために人命を救う機会を放棄することはできないと考えています。製薬業界では、偽造医薬品や粗悪医薬品が世界的な問題となっています。市販の医薬品の成分のかなりの部分は製薬会社によって改ざんされており、有効成分が化学的に類似した代替物や危険な合成物質に置き換えられています。一部の発展途上国では、偽造医薬品が市場シェアの 30% を占めており、合法的な製薬会社に年間少なくとも 2,000 億ドルの損失をもたらしています。リアクションウェアを使用すると、機器内の各製薬方法で正確に 1 つの薬剤が生成されるため、薬剤の偽造のリスクが大幅に軽減されます。

しかし、この新しい医薬品製造方法が法律でどのように規制されるかは、まだ検討されていません。もしそのような機械が市場に出ることになった場合、FDA は認可を書き直す必要があるだろう。規制当局は、製薬メーカーを規制するのではなく、反応容器が有効かつ安全な医薬品を生産することを保証する必要があります。クロニン氏はこの欠点を認めているが、合成後に製品の化学検査を実施して製品が逸脱していないことを確認するなど、合理的な範囲内で問題は解決できると考えている。「それは可能だと思う」とクロニン氏は語った。

出典: DeepTech 詳しい情報: 医療用人工物: わずか0.9mmの長さの3Dプリントカプセルで薬剤を正確に送達できる

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