دانشمندان می‌گویند نوعی چاپگر سه بعدی ساخته‌اند که می‌تواند ترکیبات دارویی و دیگر مواد شیمیایی را از مواد اولیه ساده و در دسترس در تعدادی رآکتور هم اندازه بطری‌های آب تولید کند. این فناوری که به گفته آنها می‌تواند علم شیمی را به زبان ساده ارقام مبدل کند به کاربر خود این امکان را می‌دهد که تقریبا هر ترکیب شیمیایی را در هر گوشه‌ای از دنیا بسازد.
امروزه چاپگرهای سه بعدی بسیار فراگیر شده‌اند و از آنها برای ساخت همه چیز، از کفش تا قطعات خودرو، رگ‌های خونی مصنوعی و اسلحه استفاده می‌شود. در سال‌های اخیر، دانشمندان استرالیایی و اروپایی طی تفاهم‌نامه‌ای با استفاده از ابزارهای آزمایشگاهی اقدام به ساخت رآکتورهای شیمیایی با مقیاس کوچک کرده‌اند. البته کریستین هورنانگ، مهندس شیمی و کارشناس چاپگر سه‌بعدی در کارخانه CSIRO شهر ملبورن استرالیا، می‌گوید این رآکتورها برای بالا بردن کارایی و امنیت در کارخانه‌های تولیدی طراحی شده‌اند.
پدیده واکنش‌افزار
در گوشه‌ای دیگر از جهان، لِروی کرونین، شیمیدان دانشگاه گلاسکو در بریتانیا، به‌دنبال طراحی دستگاهی خودانگیخته است. او می‌خواهد توانایی افراد غیرمتخصص را برای ساخت داروها و دیگر مواد شیمیایی افزایش بدهد و مردمی کردن علم شیمی را مشابه با آنچه دستگاه‌های پخش MP3 در موسیقی ایجاد کردند (تبدیل موسیقی به کدهای دیجیتال قابل پخش با هر دستگاهی که نرم‌افزار مورد نیاز را داشته باشد) فراهم کند. اولین قدم کرونین در این راه انتشار مقاله‌ای در نشریه علمی Nature Chemistry در سال 1391 بود. در آن مقاله، او و همکارانش پدیده‌ای به نام واکنش‌افزار (Reactionware) را معرفی کردند. این فناوری در حقیقت لوله‌های آزمایش شیمیایی بودند که به صورت سه بعدی چاپ شده و دارای پیش‌برنده‌ها (کاتالیزور) و دیگر ترکیبات مورد نیاز برای انجام واکنش‌های شیمیایی خاصی در خود بودند. آنها فقط با اضافه کردن مواد اولیه قادر به تولید ترکیبات شیمیایی ساده، مانند ترکیب آلی حلقوی اتیل‌بنزن بودند. اما کرونین شک داشت که آیا این مسیر برای تولید ترکیبات پیچیده‌تر نیز کارآمد خواهد بود یا نه. بنابراین به راه خود ادامه داد.
در حال حاضر آنها دستاورد تحقیقات خود که چاپ سه بعدی مجموعه‌ای از لوله‌های آزمایش به هم پیوسته است را در آخرین شماره نشریه علمی ساینس (Science) منتشر کرده‌اند. این مجموعه قادر به انجام چهار واکنش مختلف شیمیایی است که هر کدام دارای 12 مرحله مجزا، از فیلتر کردن تا تبخیر محلول‌های گوناگون است. آنها توانسته‌اند با اضافه کردن مقادیر دقیق از معرف‌ها و حلال‌های متفاوت در زمان‌های معین و به ترتیب، مواد اولیه ساده و در دسترس همه را به ترکیب شل‌کننده عضلات به نام باکلوفن تبدیل کنند. همچنین با طراحی واکنش‌افزار برای انجام واکنش‌های متفاوت با استفاده از ترکیبات گوناگون، داروهای دیگری مانند داروی ضد تشنج و داروی زخم معده و برگشت اسید معده نیز تولید کردند.
پس چرا یک مجموعه واکنش افزار و چاپگر نخریم تا دیگر نیازی به خریدن خیلی از داروها نداشته باشیم؟! کرونین معتقد است این فناوری می‌تواند برای تولید و عرضه به میزان تقاضا و نیاز مصرف‌کننده از ترکیبات شیمیایی و داروهایی که تولیدشان در مقادیر کم در کارخانه‌های بزرگ سخت است، استفاده شود. به این ترتیب می‌توان از تولید داروهایی که مراحل تولیدشان توجیه اقتصادی مناسبی نداشته حمایت کرد. این فناوری برای تولید دارو در جاهایی دور از کارخانه‌ها حتی برای رفع نیاز فضانوردان در مأموریت‌های فضایی پر کاربرد خواهد بود.
حفظ سلامت شیمیدان‌ها و امکان تولید مخدرها
از اهداف دیگر کرونین در این تحقیقات، حذف حضور شیمیدان‌ها از مراحل تولید بوده است. این افراد تقریبا در تمام مراحل تولید داروها باید حضور داشته باشند و به همین دلیل بشدت در معرض خطر مواد شیمیایی خطرناک هستند. با کمک این فناوری شیمیدان‌ها می‌توانند بدون در خطر بودن فقط به فکر تولید مولکول‌های جدید باشند. از طرف دیگر، زیست‌شناسان و متخصصان علم نانو می‌توانند ترکیبات با طول عمر کوتاه را که برای تحقیقات خود نیاز دارند (مثل ترکیبات نشان‌دار با مواد فلورسنت) با کمک این فناوری تولید کنند.
اما از سوی دیگر، به عقیده برخی دانشمندان این فناوری در کنار تمام فواید خود، می‌تواند سدهایی را که بر سر راه تولید مواد مخدر خطرناک وجود دارد نیز کاهش دهد و این یک زنگ خطر برای همه‌گیر شدن این فناوری است. اما به عقیده کرونین این موضوع نباید جلوی استفاده‌های سودمند این فناوری را که می‌تواند موجب نجات جان میلیون‌ها انسان شود، بگیرد.
کمک به حذف داروهای تقلبی
یکی از فواید گسترش و پراکندگی تولید مواد شیمیایی جلوگیری از تقلب‌های دارویی است؛ چیزی که امروزه یک معضل بزرگ جهانی است. کارخانه‌های تولیدی بسیاری به جای استفاده از مواد اولیه مناسب و به‌روز، از مواد تقلبی یا قدیمی و گاهی حتی خطرناک برای تولیدات خود استفاده می‌کنند. براساس گزارش‌ها، حدود 30درصد داروهای کشورهای درحال توسعه، تقلبی هستند که سالانه حدود 200 میلیارد دلار به کارخانه‌های تولیدی قانونی، خسارت وارد می‌کنند. پراکندگی تولید مواد شیمیایی از طریق واکنش‌افزارها می‌تواند این اطمینان را ایجاد کند که دارو دقیقا مطابق آنچه تبلیغ شده، تولید شود. زیرا هر سیستم واکنش‌افزار فقط قادر به تولید یک داروی مشخص براساس یک پروتکل معین است.
اما نکته‌ای که همچنان باقی می‌ماند این است که آیا تنظیم‌کننده‌های بازار دارو با این روش جدید تولید دارو همسو خواهند شد یا نه. به‌عنوان مثال، قوانین سازمان‌هایی مثل سازمان غذا و داروی آمریکا (FDA) برای تائید داروها نیاز به تغییر دارد و به جای تائید کارخانه‌ها و دستگاه‌های تولیدی باید واکنش‌افزار طراحی شده برای آن داروی خاص را مورد تائید قرار دهند. به عقیده دکتر کرونین، گرچه این موضوع سد بزرگی در مقابل این فناوری است، اما در آینده نزدیک، رآکتورهای سه بعدی چاپ شده تولید دارو دارای یک بخش تائیدی نیز خواهد بود که صحت مراحل تولید را به‌صورت یک تست قابل مشاهده ـ مانند تست بارداری ـ ارائه دهد.
منبع: Science
مترجم: عسل اخویان طهرانی