頭孢唑啉等基本抗生素的生產(chǎn)在醫(yī)療保健中起著至關(guān)重要的作用，有助于治療細(xì)菌感染和挽救生命。然而，傳統(tǒng)的抗生素制造工藝具有靈活性、成本和廢物產(chǎn)生限制。應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)的一個(gè)有希望的解決方案是實(shí)施頭孢唑啉的連續(xù)流動(dòng)生產(chǎn)。這種創(chuàng)新方法可實(shí)現(xiàn)更靈活的生產(chǎn)工藝，同時(shí)降低成本并最大限度地減少浪費(fèi)。

頭孢唑啉是治療細(xì)菌感染的關(guān)鍵抗生素，傳統(tǒng)上是通過緩慢而浪費(fèi)的批量生產(chǎn)過程制造的，需要專門的設(shè)施。然而，東京大學(xué)的研究人員現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出一種更有效的連續(xù)流動(dòng)方法來生產(chǎn)頭孢唑啉，該方法更快，更便宜，產(chǎn)生更少的廢物。

這種方法還允許根據(jù)需要靈活生產(chǎn)不同數(shù)量。獲得頭孢唑啉對(duì)全球健康至關(guān)重要，特別是在日本等國家，這些國家在2019年經(jīng)歷了短缺。關(guān)于這種創(chuàng)新制造工藝的研究發(fā)表在《日本化學(xué)學(xué)會(huì)公報(bào)》上。

頭孢唑啉和其他抗生素在治療多種疾病方面非常有效，包括呼吸系統(tǒng)、泌尿道和關(guān)節(jié)疾病。此外，它們有助于預(yù)防外科手術(shù)后的感染。

像許多其他藥物一樣，頭孢唑啉通常使用批量生產(chǎn)制成，這涉及每一步的精確控制。然而，這個(gè)過程很慢，在受控環(huán)境中需要很大的空間來避免污染。由于涉及的時(shí)間和資源，生產(chǎn)成本很高，尤其是在建立新設(shè)施時(shí)。

存在一種稱為連續(xù)流制造的替代方法，但由于更難控制反應(yīng)，它尚未被制藥商廣泛采用。然而，東京大學(xué)的研究人員已經(jīng)找到了一種使用連續(xù)流制造生產(chǎn)頭孢唑啉的安全方法。

理學(xué)研究科化學(xué)系的小林修教授解釋說：“我們開發(fā)的方法可以在緊湊的生產(chǎn)設(shè)施內(nèi)覆蓋大規(guī)模生產(chǎn)，不會(huì)產(chǎn)生巨大的設(shè)備成本，并且可以安全可靠地提供制藥級(jí)藥物。

同樣來自化學(xué)系的項(xiàng)目教授Haruro Ishitani說：“對(duì)這種抗生素的需求波動(dòng)很大，由于不穩(wěn)定，最好不要提前準(zhǔn)備太久。因此，連續(xù)流法的一大好處是可以根據(jù)需要輕松調(diào)整生產(chǎn)量。

與傳統(tǒng)的批量方法不同，連續(xù)流制造是一種步驟之間沒有停頓的生產(chǎn)方法。研究人員使用兩個(gè)相連的反應(yīng)器從現(xiàn)成的原材料中制造頭孢唑啉。由于頭孢唑林結(jié)構(gòu)復(fù)雜，他們?cè)趦?yōu)化反應(yīng)器環(huán)境以獲得高純度產(chǎn)品方面面臨挑戰(zhàn)。這種方法比傳統(tǒng)的批量生產(chǎn)要好得多，可以進(jìn)一步改進(jìn)。

研究人員受到日本2019年頭孢唑啉等基本藥物短缺的推動(dòng)，這是由海外污染引起的。連續(xù)流動(dòng)方法有助于確保穩(wěn)定的藥物供應(yīng)，特別是在較小的社區(qū)和醫(yī)院，并有助于解決各種社會(huì)問題，如罕見疾病、災(zāi)難和低碳社會(huì)。

總之，連續(xù)流生產(chǎn)頭孢唑啉等基本抗生素為制藥行業(yè)帶來了有希望的改進(jìn)。這種創(chuàng)新方法提供了更高的靈活性、降低成本和減少浪費(fèi)，最終使患者、醫(yī)療保健系統(tǒng)和環(huán)境受益。通過采用這種智能和可持續(xù)的生產(chǎn)方法，我們可以有效地確保穩(wěn)定和負(fù)擔(dān)得起的抗生素供應(yīng)，以對(duì)抗細(xì)菌感染。

圖. 頭孢唑啉 2 的流程合成和頭孢唑林鈉 1 的衍生化放大。

Shoichi Sugita, Shoichi Sugita, et al., A Practical and Convenient Synthesis of the Essential Antibiotic Drug Cefazolin under Sequential One-Flow Conditions. Bulletin of the Chemical Society of Japan. DOI: 10.1246/bcsj.20230113.