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

頭孢唑啉是治療細菌感染的關鍵抗生素，傳統(tǒng)上是通過緩慢而浪費的批量生產過程制造的，需要專門的設施。然而，東京大學的研究人員現(xiàn)在已經開發(fā)出一種更有效的連續(xù)流動方法來生產頭孢唑啉，該方法更快，更便宜，產生更少的廢物。

這種方法還允許根據需要靈活生產不同數量。獲得頭孢唑啉對全球健康至關重要，特別是在日本等國家，這些國家在2019年經歷了短缺。關于這種創(chuàng)新制造工藝的研究發(fā)表在《日本化學學會公報》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)、泌尿道和關節(jié)疾病。此外，它們有助于預防外科手術后的感染。

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

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，它尚未被制藥商廣泛采用。然而，東京大學的研究人員已經找到了一種使用連續(xù)流制造生產頭孢唑啉的安全方法。

理學研究科化學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設施內覆蓋大規(guī)模生產，不會產生巨大的設備成本，并且可以安全可靠地提供制藥級藥物。

同樣來自化學系的項目教授Haruro Ishitani說：“對這種抗生素的需求波動很大，由于不穩(wěn)定，最好不要提前準備太久。因此，連續(xù)流法的一大好處是可以根據需要輕松調整生產量。

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方法。研究人員使用兩個相連的反應器從現(xiàn)成的原材料中制造頭孢唑啉。由于頭孢唑林結構復雜，他們在優(yōu)化反應器環(huán)境以獲得高純度產品方面面臨挑戰(zhàn)。這種方法比傳統(tǒng)的批量生產要好得多，可以進一步改進。

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

總之，連續(xù)流生產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。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，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)的生產方法，我們可以有效地確保穩(wěn)定和負擔得起的抗生素供應，以對抗細菌感染。

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.