Будущее фармацевтики: 3D-печать и нанотехнологии
Онлайн-сборник научной литературы sciencedirect.com опубликовал рукопись тайваньского ученого Кэлвина Ю-Чиан Чена под названием “Лекарственный принтер: мгновенная печать любых медикаментов”.
Чен пишет, что его команда исследователей разрабатывает технологию создания сложных химических соединений при помощи «молекулярного» 3D-принтера DrugPrinter. В основе метода лежит использование оптического пинцета для синтезирования молекул лекарств атом за атомом.
Ученый считает, что его команда сможет построить прототип 3D-принтера DrugPrinter в ближайшие пять лет, а сама технология станет общедоступной в течение двадцати лет.
Принцип работы DrugPrinter
Вначале, специальная компьютерная программа производит расчеты и создает цифровую “матрицу”, отображающую структуру молекулы требуемого вещества, затем эта информация передается на “печать”. Процесс построения молекул “химическим 3D-принтером” проходит в четыре этапа:
- a) Хранилище химических элементов. Выполняет ту же функцию, что и картридж с чернилами в принтере для бумаги. Базовые химические элементы в хранилище рассортированы по трем классическим категориям: неметаллы, металлы и переходные металлы.
- b) Атомы элементов переносятся из хранилища на этап “c“
- c) Переданные атомы подхватываются системой оптических пинцетов и передаются в крошечные реакторы, напоминающие формы для выпечки (d), в которых и происходит окончательная сборка наноматериала.
Для позиционирования атомов в матрице, Чен предлагает четыре способа:
- Использование оптического пинцета.
- Перенос атома потоком плазмы.
- Использование сопла, аналогичного используемым в принтерах, или роботизированного манипулятора, управляемого биочипом.
- Перенос заряженного атома при помощи электромагнитного поля.
Для проведения необходимых DrugPrinter вычислений, тайваньские ученые разработали облачную компьютерную систему iScreen с интегрированным вебсервером, что позволит пользователям загружать “рецепты” нужных химических соединений и находить оптимальные способы их получения.
Идея, изложенная в письме, выглядит интересно, но остается неясным, каким образом DrugPrinter будет строить связи между компонентами молекулярной модели, не описаны механизмы проведения химических реакций и масса других важных деталей. В общем, непонятно, DrugPrinter — это концепт, фантазия Чена или действительно перспективная технология, которая будет реализована в ближайшем будущем.
Chemputer
Еще в 2012 году профессор Ли Кронин из Университета Глазго, заявил, что ему удалось построить прототип “химического” 3D-принтера и напечатать на нем ибупрофен. 3D-принтер Кронина, названный “Chemputer”, программируется на проведение базовых химических реакций в специальных сосудах из полимерного геля.
По мнению Кронина, в будущем, если вам потребуются лекарства, можно будет просто обратиться в онлайн-аптеку с цифровым рецептом, купить “чертеж” и химические “чернила”, а затем напечатать нужный медикамент у себя дома на молекулярном 3D-принтере.
Задать вопрос через форму сайта