Dalla Scozia un metodo a stampa 3d per fabbricare prodotti farmaceutici e chimici a domicilio

Il software di reazione stampato in 3D ci avvicina ai farmaci print-at-home

I ricercatori dell’Università scozzese di Glasgow hanno ideato un metodo per la stampa 3D di vasi di reazione interconnessi che svolgono reazioni chimiche separate. Il software di reazione stampato in 3D potrebbe essere usato per fabbricare prodotti farmaceutici e chimici per la stampa a domicilio.

Immagina un futuro in cui la persona media sia in grado di comporre i propri medicinali a casa, nello stesso modo in cui sono in grado di scaricare un MP3 e di riprodurlo dal proprio smartphone. Quel futuro potrebbe essere più vicino di quanto pensiamo, perché i ricercatori hanno trovato un modo per stampare in 3D un apparato di reazione chimica specifico per la sostanza di quello che può essere usato per creare farmaci, prodotti chimici e altri prodotti.

La ricerca è condotta da Leroy Cronin, il professore di chimica Regius presso la School of Chemistry dell’Università di Glasgow, nel Regno Unito. Il gruppo di ricerca di Cronin ha modificato una stampante Ultimaker 3D per sintetizzare prodotti farmaceutici e altre sostanze chimiche da composti di partenza ampiamente disponibili. La stampante 3D potrebbe consentire alle persone di fabbricare tutti i tipi di sostanze utili a casa, in ufficio o altrove.

Cronin e colleghi  sono stati in grado di stampare in 3D una serie di vasi di reazione interconnessi che svolgono quattro diverse reazioni chimiche che coinvolgono 12 passaggi separati. Queste fasi coprono tutto, dalla filtrazione all’evaporazione di diverse soluzioni.

Nei loro esperimenti, hanno scoperto che potevano creare un rilassante muscolare chiamato baclofen da composti di partenza ampiamente disponibili, incluso il 4-cloro-cinnamato di metile. Ma usando diversi reagenti e solventi in tempi diversi e in un ordine diverso, potrebbero creare una varietà di farmaci e sostanze chimiche utili. Altre reazioni di successo effettuate nello studio hanno prodotto un anticonvulsivante e un farmaco per combattere le ulcere e il reflusso acido.

Per la sintesi del baclofen, il team ha utilizzato cinque moduli cilindrici stampati in 3D, ciascuno con una capacità di 32 ml e un’apertura nella parte superiore per l’input di materiale. Una seconda apertura in ciascun modulo ha permesso al farmacista di esercitare pressione, forzando la sostanza attraverso ulteriori aperture sul lato inferiore dei moduli. I vasi stampati in 3D contenevano anche porte per l’introduzione di azoto, che può fornire reazioni con atmosfere inerti.

In totale, questa configurazione personalizzata del reattore stampato in 3D è stata in grado di eseguire tre reazioni, due estrazioni liquido-liquido e un set di evaporazioni e filtrazioni per creare il rilassante muscolare.

Cronin afferma che la stampa 3D è essenziale per questo processo in quanto consente all’utente di ottenere una precisione assoluta. “Questo approccio consentirà la produzione on-demand di sostanze chimiche e farmaci difficili da realizzare in grandi strutture e consentire la personalizzazione per adattarli all’applicazione”, afferma il chimico, che crede nella natura on demand del processo potrebbe incoraggiare la produzione di farmaci più oscuri, composti sperimentali per ricerche pionieristiche e farmaci necessari in luoghi remoti.

Un altro vantaggio potenziale di questo software di reazione stampato in 3D è il miglioramento del benessere dei chimici organici. In generale, i chimici devono supervisionare la sintesi, ma rischiano di esporsi a reagenti pericolosi. La stampa 3D dell’intero sistema, dice Cronin, “consentirebbe ai chimici organici di concentrarsi sulla creazione di nuove molecole”, pur mantenendoli fuori dalle reazioni chimiche.

Ovviamente, la potenziale area di insidie ​​nei farmaci “da stampa a casa” non richiede quasi alcuna spiegazione. Cronin è consapevole che un tale sistema di stampa 3D potrebbe essere soggetto a un uso improprio, consentendo ai chimici disonesti di inventare droghe illegali o pericolose, ma il professore dell’Università di Glasgow rimane fiducioso che i lati positivi del processo superino i negativi.

In Primis Cronin pensa che un mercato regolamentato  potrebbe aiutare a eliminare la contraffazione dei farmaci, un serio problema in cui i criminali sostituiscono gli ingredienti farmaceutici attivi in ​​un farmaco con composti inerti o addirittura pericolosi. In alcuni paesi in via di sviluppo, il 30% di tutti i medicinali distribuiti sono contraffatti e il software di reazione stampato in 3D potrebbe aiutare a risolvere tale problema garantendo che ogni strumento di reazione possa produrre un solo farmaco.

Nondimeno, la possibilità che i reagenti stampati in 3D nelle mani sbagliate possano essere in grado di creare composti potenzialmente dannosi rimane una preoccupazione. La soluzione di Cronin? Creare una sorta di kit di validazione, un po ‘come un test di gravidanza a casa, che può essere utilizzato per testare il contenuto di un composto dopo la sua creazione e fornire una lettura visiva. Chiaramente, ci sono ostacoli da superare, ma la ricerca sembra molto promettente.

I risultati dello studio sono stati dettagliati in un documento di ricerca, “Digitalizzazione della sintesi organica multistep in reagenti per prodotti farmaceutici su richiesta”, che è stato pubblicato su Science . Gli altri autori erano Philip J. Kitson, Guillaume Marie, Jean-Patrick Francoia, Sergey S. Zalesskiy, Ralph C. Sigerson e Jennifer S. Mathieson.

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