台湾科学家提出3D打印药物概念

发表于 2016-3-16 07:26:28 显示全部楼层 0 6603

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3D打印将要彻底改变各种行业。您可能想象不到,这其中很可能包括制药行业。   近日,一份很不寻常的论文在2014年3月31日出版的《Drug Discovery Today》杂志上发表。该论文的题目为《药物打印机:即时打印任何药物(DrugPrinter: print any drug instantly)》,作者是来自台湾的研究人员陈语谦(Calvin Yu-Chian Chen)。

 陈语谦在论文里提出了药物打印机(drugprinter)的概念,根据陈语谦的描述,这种药物打印机是集所有功能于一身的分子水平3D打印机,可以一步“打印”化合物。据了解,基本上,这种药物打印机使用光镊技术逐个原子合成药物。“它的制造速度快、100%的产出率,并且没有副产品。” 论文里写道。

 陈语谦在论文中说:"在药物开发中,新的有力开发线索需要在很短的时间内进行用于生物测定实验的合成。设想中的药物打印机能够满足这一要求。一个完整的配方只需输入药物打印机即可一步打印出任何化合物。新的化合物,可以通过大数据云计算进行设计。计算机系统可以从数据库中搜索出化学键之间相互作用的最佳合成条件。然后该化合物可以通过许多微小的反应器一步制成。这种方式快速、精确、无副产品、节约试剂、环保、小批量、大品种,纳米加工技术将彻底颠覆当前的药物制造方式并将在不久的将来导致制药领域的巨大革命。”

这篇论文描述了打印一个分子所需要的所有步骤,并表示DrugPrinter技术预计将在20年内进入应用领域。陈语谦预测,他们的团队将在五年内开发出药物打印机的可用原型。

 药物打印机的思想来自于传统的中国鸡蛋饼烤箱,这种机器可以做出不同形状的鸡蛋饼,因此做出不同结构的药物也是可行的。只要将药物结构输入计算机,药物打印机就可以自动将药物打印出来,用于后续研究。

药物打印机分成4个部分:Parta是一个元素库,就如激光打印机的颜料盒,分成金属、非金属、过渡金属三大块,当然最主要的是C、H、O这些药物常见元素;Partb是各种元素输送管路;Partc是药物打印的核心模块,抓取正确的原子放到正确的位置,并且形成化学键;Partd是产物储存库。

台湾科学家提出3D打印药物概念

台湾科学家提出3D打印药物概念

论文中给出了四种抓取原子的方法,第1种是光钳(opticaltweezer),第2种是类似物理气相沉积(physicalvapordeposition)的方法让原子飞到该去的地方,第3种是机器臂(roboticarm),第4种是通过电场移动带电原子。

台湾科学家提出3D打印药物概念

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打印药物的另一个关键问题是形成化学键,作者建立了全球首个药物智能云数据搜索引擎,名为iScreen,以及用户数据上传系统,系统可以自动寻找最优反应条件。
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