儿童安全盖下的处方药通常是在各大洲的大型工业设施中，历时数月，经过无数复杂的化学反应精心安排的最终成果。然而，未来可能会大相径庭。
有一天，患者可能会从一台机器中获得药丸，这台机器能够将原材料合成药物，只需几个小时即可完成。更重要的是，产品不会是千篇一律的，而是根据每个人的需求（基于年龄、体重和影响药物代谢和清除的基因变异等因素，以及与其他药物潜在的相互作用）校准的药物剂量。
现在，麻省理工学院的一个化学工程师团队已经研究出从头到尾在一个连续流动过程中完成生产的方法，而不是像现在这样分批生产化学成分，而且通常是在不同地点进行，从而导致生产的中断和启动。他们改装了现成的设备，并开发了新的泵、电机、加热元件和超声波来移动颗粒，创造了一个药物生产过程，该过程不仅更快，而且比目前使用的方法更精确、更高效、更便宜。他们的工作在本周的《科学》杂志上详细介绍。
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑支持我们屡获殊荣的新闻报道，方式是 订阅。通过购买订阅，您将有助于确保有关塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
从合成侧观察系统。此材料与 2016 年 4 月 1 日出版的《科学》杂志上发表的一篇论文有关，该论文由美国科学促进会 (AAAS) 出版。该论文由马萨诸塞州剑桥市麻省理工学院的 A. Adamo 及其同事撰写，题为“紧凑型可重构系统中按需连续流生产药物”。
来源：麻省理工学院
当前的版本是一个模块化系统，其中各种原材料元素以及成套的专用反应器和处理器可以插入到组件的不同部分。“这种可重构单元操作的主题是一个真正的里程碑，”国防高级研究计划局 (DARPA) 的项目经理泰勒·麦奎德说。DARPA 是五角大楼技术奇才和创新的主要赞助商，资助了这项开发。同样，约翰·霍普金斯大学的药剂师、DARPA 的顾问约翰·莱温（他没有参与这项研究，但审阅了这项工作）将其简称为“药物制造方式的范式转变”。
即使在开发的早期阶段，合成器也能够生产四种非常不同类别的药物：抗组胺药苯海拉明、抗焦虑药安定、抗抑郁药百忧解和局部麻醉药利多卡因的仿制药。在这一点上，该系统不仅仅是一个概念验证演示，但还不是一个准备投入生产的原型；仍有一些调整工作要做，以扩大其生产不同类别药物的能力，并在流程中挤出更多效率。“在许多情况下，在连续系统中进行化学反应没有先例，我们必须开发新的化学方法来实现这一点，”麻省理工学院项目的高级科学家之一蒂莫西·贾米森说。他们设计了更快速、更高效的热传递方法，这是化学反应的关键方面，“因此，与传统工艺相比，您可以对反应进行更精确的温度控制”。
研究人员能够借鉴他们在生物芯片上的流体动力学和微反应器方面的经验，但这些系统通常在纳米尺度上运行，而生产药物所需的体积要大几个数量级。他们发现，有时相同的工艺在较大规模上有效，有时则无效，科学家们不得不对硬件或工艺进行调整。这是一个起点，但两者规模之间通常没有直接的一对一转换。他的麻省理工学院同事、材料科学家克拉斯·詹森解释说，这种规模差异可能会导致化学反应中出现一系列不同的动力学。
当前迭代的合成器以液体悬浮液形式生产药物，但他们希望在一年内推出与 3D 打印机连接的版本并使其投入运行，以便它也可以生产药丸形式的药物，化学工程师和麻省理工学院研究领导小组的第三位成员艾伦·迈尔森说。药丸通常是药物的首选形式，因为它们更稳定并且具有更长的保质期。然而，有了按需生产药物的能力，这些因素可能无关紧要。
早在 2006 年启动这项事业的最初愿景更接近于《星际迷航》中麦考伊医生的三录仪，只是手持设备不是用光和声音效果来治疗，而是会吐出一种药物，供医务人员在战场上给士兵使用，麦奎德说。他预计不会很快看到如此小的设备，但他预计在第一台商用药物合成器安装在医院和其他使用药物的大型机构之前不会太久。
安装该设备的一个原因是确保以可承受的价格持续供应仿制药。一些主力肿瘤药物现在供不应求，因为制造商已决定他们可以用其他产品赚更多钱，或者他们认为对其设施进行必要的升级不值得。然后就是像“医药兄弟”马丁·什克雷利这样的人所实行的价格欺诈，他购买了生产仿制药达拉匹林的权利。该化合物用于治疗罕见的弓形虫病寄生虫感染，这种感染危及免疫系统受损的患者。什克雷利迅速将单粒药丸的价格从 13.50 美元提高到 750 美元，仅仅是因为他可以这样做。现场生产药物的能力可能会 противостоять 这种行为。
莱温认为，合成器将在药物开发过程的早期阶段找到用途，作为生产临床试验所需的中等数量药物的有效方法，临床试验是获得美国食品和药物管理局批准所必需的。迈尔森说，传统的制药公司可能会越来越多地将连续流动方法应用于其分批流程的各个环节，甚至用于某些药物的整个生产过程。但是，“你必须记住，”他补充道，“现在制造药物需要六到九个月的时间”，然后储备库存并填补供应链。药物必须妥善储存，并且可能在被使用之前过期。他说，“那里捆绑了大量的资金”，因此行业有动力通过转向连续生产来降低这些成本。
未来迭代的合成器也可能整合患者的电子病历，记录可能影响药物代谢的因素，并调整剂量以达到最佳效果。您的医生只需将订单发送到您的药房，您就可以拿到个性化的处方。制药公司罗氏公司的一位医学化学家莱纳·马丁在《科学》杂志上撰写了一篇配套文章，他将该过程比作打印机中的墨盒和 Nespresso 咖啡机中使用的胶囊。他说，这“真正开辟了新的途径，为个性化医疗带来了新的机遇”。