داروهای چاپی

حال به نظر می‌رسد زمان آغاز انقلابی مشابه برای دسترسی همه مردم به کارخانه‌های داروسازی و سایر مواد شیمیایی فرا رسیده است.

گروهی از پژوهشگران به سرپرستی لی کرونین، شیمیدان در دانشگاه گلاسکوی بریتانیا، مجموعه‌ای از مواد شیمیایی را با استفاده از یک دستورالعمل دیجیتال و یک چاپگر سه‌بعدی به ارزش 2000 دلار با هم ترکیب کرده و ماده جدیدی ساخته‌اند.

این چاپگر ، تجهیزات آزمایشگاهی را پرینت می‌کند و سپس مواد اولیه را در جایگاه درستشان قرار می‌دهد تا مواد شیمیایی مورد نظر ساخته شوند.

هر چند شیمیدانان در حال حاضر از این روش برای شناسایی راه‌های جدیدی برای کشف ترکیبات استفاده می‌کنند، اما شاید روزی هر فرد عادی بتواند به کمک یک چاپگر سه‌بعدی و ارتباط با اینترنت، به یک شیمیدان بدل شود!

کرونین می‌گوید: «این کار باعث قرار گرفتن شیمی در دسترس عموم مردم می‌شود».

به این وسیله ساکنان نواحی دورافتاده می‌توانند قرص سر درد یا مواد شوینده خود را خودشان تولید کنند. این روش افراد را قادر می‌سازد تا دستورالعمل‌ها برای ساخت داروهای خاصی که کارخانه‌های داروسازی تولید نمی‌کنند (به سبب نبود مشتری یا حتی عدم ثبت آنها) را پرینت کرده یا به اشتراک بگذارند البته چنین آزادی‌هایی سبب ایجاد چالش‌هایی نیز می‌شود؛ چالش‌هایی نظیر نگرانی در مورد سلامت ساخت داروها و نیز بازار سیاه که ممکن است داروهای فاقد تجویز پزشک و یا غیرقانونی را هم عرضه کند.

این احتمال که پرینت سه‌بعدی می‌تواند هر فردی را قادر سازد هر چیزی که می‌خواهد بسازد، بی‌شک مباحث زیادی را در پی خواهد داشت. اما براستی چگونه می‌توان شیمی را قابل پرینت نمود؟

کرونین و همکارانش به نوعی پرینتر دو هزار دلاری که در پروژه fab@home (جنبشی برای ساخت وسایل مختلف در خانه) استفاده می‌شود روی آوردند.

آنها به این مساله پی بردند که می‌توانند از درزگیر معمولی حمام به‌عنوان ماده اولیه برای پرینت قسمت‌های مختلف محفظه واکنش پرینتر و نیز به عنوان لوله با اندازه‌های مختلف استفاده کنند. بعد از این‌که این بسته پرینت شد، دهانه پرینتر در واکنش دهنده‌ها یا همان «جوهر‌های شیمیایی» قرار می‌گیرد (به شکل نگاه کنید).

در واقع، اندازه تجهیزات و مواداولیه مورد نیاز برای تولید محصولی خاص را می‌توان از پیش طراحی کرد و در همان نرم‌افزار قرار داد.

در این صورت فقط کافی است کاربر آن را دانلود و به چاپگر منتقل کند. این پژوهشگران به ایجاد یک فروشگاه آنلاین هم فکر کرده‌اند که در آن می‌توانید برنامه کاربردی خاص هر داروی مشخص را برای پرینترتان دانلود کنید و یک مجموعه از جوهرهای شیمیایی سفارش دهید.

کرونین می‌گوید در این صورت احتمال این‌که افراد به صورت خودسرانه داروهای مجاز و غیرمجاز خود را پرینت کنند به حداقل می‌رسد؛ زیرا تیم مذکور فقط نرم‌افزارهایی برای محصولی مشخص می‌نویسند که تبدیل آنها به سایر واکنش‌ها دشوار خواهد بود.

وی می‌گوید: ما می‌توانیم واکنش‌ها را در آزمایشگاه از پیش ارزیابی کنیم و لذا کسی نخواهد نتوانست آن را هک کند.

کرونین می‌گوید: اگر واکنشی انجام نشد، به جای تغییر مواد شرکت‌کننده در فرآیند، شکل رآکتور را تغییر می‌دهیم.

این کنترل هندسی سبب می‌شود جزییات پیچیده واکنش را با استفاده از روش‌هایی به صورت سیستماتیک تغییر داد و این تغییر شاید به تولید مواد کاملا متفاوتی بینجامد.

کرونین نشان داد این کار شاید با تکرار چند باره یک واکنش روی دهد. او از مواد اولیه یکسانی در آغاز واکنش استفاده کرد، اما چاپگر را طوری برنامه‌ریزی کرد که اندازه بخش مرکزی ترکیب‌کننده را کاهش دهد. بدین ترتیب، فقط واکنش دهنده‌هایی که قبل از پر شدن بخش میانی به داخل آن وارد شده بودند در واکنش شرکت کردند. همین کافی بود تا محصول واکنش تغییر نماید.

ریچارد جونز، پژوهشگر فناوری نانو در دانشگاه شیفلد انگلستان می‌گوید: این روش جدید، به نوعی خداحافظی با تجهیزاتی است که مدت‌ها در دسترس شیمیدانان قرار داشته است. روش کار شیمیدانان از زمان کیمیاگران تقریباً تغییر چندانی نداشته است!

وسایل آزمایشگاهی پرینت شده همچنین سبب سرعت بخشی به کشف پروتئین‌ها نیز می‌شود. می‌توان ظرف‌های آزمایشگاهی را با یک لایه از زنجیره‌های کوچک پروتئین و آمینواسید روی آن پرینت کرد تا بتوان واکنش‌های حاصله را مشاهده نمود.

بر خلاف روش‌های مرسوم کشف پروتئین، در این روش می‌توان ساختارهای زیست‌شناختی مثل رگ‌های خونی یا حتی برخی اندام‌هایی که می‌توان قسمت‌هایی از آنها را پرینت کرد نیز به کار گرفت و لذا راهی جدید برای مشاهده سریع اثرات پروتئین‌های جدید خواهد بود.

کرونین در آینده قصد گسترش لیست ابزارهای آزمایشگاهی قابل پرینت را دارد.

وی پیشنهاد کرده برای ایجاد یک منبع گرما (که معادل چراغ بنزنی یا یک سطح داغ است) عناصر فلزی را می‌توان در نواحی مشخصی داخل ظرف‌های آزمایشگاهی پرینت نمود تا در صورت قرار گرفتن در مایکروفر، داغ شوند. اما موانعی هم در سر راه است که می‌تواند محدودیت‌هایی ایجاد کند.

مثلا کرونین می‌پذیرد که در پرینت برخی واکنش‌ها با حالت‌هایی روبه​رو بوده که در صورت حضور اکسیژن در واکنش، می‌تواند به انفجار بینجامد. او امیدوار است با تغییر جنس محفظه واکنش از درزگیر حمام به چیزی مثل تفلون، این واکنش‌های حساس به هوا، بدون دردسر انجام گیرند.

این تیم اکنون در حال کار روی یک کیت برای پرینت ایبوپروفن (قرص مسکن) است. کرونین می‌گوید: حتی در کشورهایی که کمترین دسترسی به ابتدایی‌ترین داروها و مواد بهداشتی دارند، اکثر مردم به تلفن همراه دسترسی دارند. منظور او این است که آنها می‌توانستند نرم‌افزار یا دستورالعمل لازم را دانلود کنند و سپس در تجهیزات به کار برند.

هنوز مشخص نیست که چگونه این مردم قرار است به پرینتر سه‌بعدی و مواد اولیه شیمیایی دسترسی داشته باشند. در حال حاضر، چند پروژه برای توزیع پرینترهای سه‌بعدی در کشورهای درحال توسعه وجود دارد که امکان ساخت قطعاتی نظیر قسمت‌های مختلف دوچرخه را می‌دهد و کرونین اشاره می‌کند که اکثر داروها از کربن، هیدروژن و اکسیژن و نیز مواد مرکب در دسترس نظیر شربت ذرت، گلیسیرین و پارافین ساخته می‌شوند. همچنین این امکان وجود دارد که غیرشیمیدانان کشورهای در حال توسعه هم بتوانند از این فناوری برای خرید و به اشتراک‌گذاری دستورالعمل‌ها مستقیما از خود شیمیدانان اقدام کنند.

فراسر استودارت که شیمیدانی از دانشگاه شمال غربی اوانستون ایالت ایلینویز است این پروژه را «یک پیشرفت غیرمنتظره در تجدید نسبت‌ها» می‌داند. هنوز اشتیاق کرونین پابرجاست. او می‌گوید: «من سال‌هایی را در آینده تصور می‌کنم که مردم داروهای مورد نیازشان را در خانه با پرینتر سه‌بعدی می‌سازند».