Los investigadores del MIT han desarrollado un sistema de fabricación farmacéutica compacto y portátil que se puede reconfigurar para producir una variedad de medicamentos a pedido.
Así como un generador de emergencia suministra electricidad para manejar un corte de energía, este sistema podría desplegarse rápidamente para producir los medicamentos necesarios para manejar un brote inesperado de enfermedad o para prevenir una escasez de medicamentos causada por el cierre de una planta de fabricación, dicen los investigadores.
"Piense en esto como el respaldo de emergencia para la fabricación de productos farmacéuticos", dice Allan Myerson, profesor de práctica del MIT en el Departamento de Ingeniería Química. "El propósito no es reemplazar la fabricación tradicional; es proporcionar una alternativa para estos especialessituaciones "
Tal sistema también podría usarse para producir pequeñas cantidades de medicamentos necesarios para ensayos clínicos o para tratar enfermedades raras, dice Klavs Jensen, profesor de Ingeniería Química Warren K. Lewis en el MIT.
"El objetivo de este proyecto era construir una unidad portátil a pequeña escala que estuviera completamente integrada, para que puedas imaginar poder enviarla a cualquier parte. Y mientras tengas los productos químicos correctos, podrías fabricar productos farmacéuticos".Jensen dice.
Jensen, Myerson y Timothy Jamison, jefe del Departamento de Química del MIT, son los autores principales de un artículo que describe el nuevo sistema en la edición en línea del 31 de marzo de ciencia . El autor principal es el investigador asociado del MIT Andrea Adamo.
Más flexibilidad
La fabricación tradicional de medicamentos, también conocida como "procesamiento por lotes", puede llevar semanas o meses. Los ingredientes farmacéuticos activos se sintetizan en las plantas de fabricación de productos químicos y luego se envían a otros sitios para convertirlos en una forma que se puede administrar a los pacientes, comotabletas, soluciones de medicamentos o suspensiones. Este sistema ofrece poca flexibilidad para responder a los aumentos repentinos de la demanda y es susceptible a interrupciones severas si una de las plantas tiene que cerrar
Muchas compañías farmacéuticas ahora están buscando desarrollar un enfoque alternativo conocido como procesamiento de flujo, un proceso continuo que se realiza en un solo lugar. Hace cinco años, un equipo del MIT que incluía a Jamison, Jensen y Myerson demostró un prototipo más grande 24 por 8 por 8 pies para la fabricación integrada continua de medicamentos desde la síntesis química hasta las tabletas.Ese proyecto ha finalizado, pero la iniciativa de fabricación continua, financiada por Novartis, todavía está en marcha a medida que los investigadores desarrollan nuevos métodos para la síntesis, purificación yformulación.
En el nuevo esfuerzo, financiado por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa DARPA, los investigadores del MIT se basaron en lo que aprendieron del proyecto financiado por Novartis para crear un dispositivo mucho más pequeño y transportable. Su nuevo sistema puede producir cuatro medicamentos formuladoscomo soluciones o suspensiones: Benadryl, lidocaína, Valium y Prozac. Con este aparato, los investigadores pueden fabricar alrededor de 1,000 dosis de un medicamento en 24 horas.
La clave para el sistema continuo es el desarrollo de reacciones químicas que pueden tener lugar a medida que los reactivos fluyen a través de tubos relativamente pequeños en lugar de las enormes cubas en las que ahora se producen la mayoría de las reacciones farmacéuticas. El procesamiento por lotes tradicional está limitado por la dificultad de enfriamientoestos depósitos, pero el sistema de flujo permite que las reacciones que producen una gran cantidad de calor se ejecuten de forma segura.
"En muchos casos estábamos desarrollando síntesis de objetivos que nunca se habían hecho en una plataforma de flujo continuo", dice Jamison. "Eso presenta muchos desafíos incluso si hay un buen precedente desde la perspectiva del lote. También lo reconocimoscomo una oportunidad donde, debido a algunos de los fenómenos que uno puede aprovechar en [un sistema basado en el flujo], puede hacer moléculas de manera diferente ".
Las reacciones químicas requeridas para sintetizar cada medicamento tienen lugar en el primero de los dos módulos. Las reacciones fueron diseñadas para que puedan tener lugar a temperaturas de hasta 250 grados Celsius y presiones de hasta 17 atmósferas.
Al intercambiar diferentes componentes del módulo, los investigadores pueden reconfigurar fácilmente el sistema para producir diferentes medicamentos. "En unas pocas horas podríamos cambiar de un compuesto a otro", dice Jensen.
En el segundo módulo, la solución de fármaco en bruto se purifica por cristalización, se filtra y se seca para eliminar el disolvente, luego se disuelve o suspende en agua como la forma de dosificación final. Los investigadores también incorporaron un sistema de monitoreo por ultrasonido que garantiza la solución de fármaco formuladaestá en la concentración correcta.
fabricación a pequeña escala
Una de las ventajas de este sistema a pequeña escala es que podría usarse para producir pequeñas cantidades de medicamentos que serían prohibitivamente costosos de producir en una planta a gran escala. Esto sería útil para los llamados "medicamentos huérfanos"- medicamentos que necesita un pequeño número de pacientes. "A veces es muy difícil obtener esos medicamentos, porque económicamente no tiene sentido tener una gran operación de producción para ellos", dice Jensen.
También podría ser útil en regiones con pocas instalaciones de almacenamiento farmacéutico, porque los medicamentos se pueden producir a pedido, eliminando la necesidad de almacenamiento a largo plazo.
"La idea aquí es que haga lo que necesita, y haga una forma de dosificación simple, porque se tomarán a pedido. Las dosis no tienen que tener estabilidad a largo plazo", dice Myerson ".La gente hace cola, tú lo haces y se lo llevan "
Los investigadores ahora están trabajando en la segunda fase del proyecto, que incluye hacer que el sistema sea un 40 por ciento más pequeño y producir medicamentos cuyas síntesis químicas son más complejas. También están trabajando en la producción de tabletas, que son más complicadas de fabricar que el líquidodrogas
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Massachusetts . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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