Zöld gyógyszergyártás a BME laborjából

zöld gyógyszergyártás, áramlásos kémia, BME, Dr. Bálint Erika, L’Oréal–UNESCO, 3D-nyomtatott reaktor, fenntarthatóság, rákellenes hatóanyag, gyógyszerkutatás, környezetvédelem

Dr. Bálint Erika a L’Oréal–UNESCO A Nőkért és a Tudományért ösztöndíját nyerte el a fenntartható gyógyszeripari technológiákért. A Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Szerves Kémia és Technológia Tanszékének egyetemi docense a Jazzy Rádió FM90.9 Business Class műsorában arról beszélt, hogyan teheti az áramlásos kémia zöldebbé a hatóanyag-előállítást.

„Egy laborméretű kereskedelmi áramlásos reaktor 10-15 millió forint, mi pedig ugyanazt az eredményt el tudjuk érni egy 400-500 forintos reaktorból.”

Dr. Bálint Erika, a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Szerves Kémia és Technológia Tanszékének egyetemi docense a Jazzy Rádió FM90.9 Business Class műsorában a zöld gyógyszergyártás lehetőségeit mutatta be.

Az elismerést az elmúlt évek gyógyszeripari kutatásaiért kapta, amelyek a hatóanyagok előállításának fenntarthatóbbá tételére irányulnak.

A környezetvédelem kiskorától foglalkoztatja, nagynénje vegyészmérnökként környezetvédelmi analitikával foglalkozott, és történetei formálták pályaválasztását. Az egyetemen a gyógyszerkutatás felé fordult, miután édesanyja rákos betegsége során szembesült a sokféle gyógyszerrel és a kezelések kihívásaival.

A hagyományos gyógyszergyártás nagy reaktorokban zajlik, ahol minden lépés után külön tisztítás szükséges a szennyezők eltávolítására. A kémiai reakciók során gyakran keletkeznek melléktermékek, amelyeket szigorú szabályozás szerint ki kell szűrni, mivel a végtermékben legfeljebb egy százalék szennyező lehet. Ez rengeteg oldószert és energiát igényel, ami környezeti terhelést jelent, még ha az oldószereket részben vissza is forgatják. Az áramlásos kémia vékony csövekben, pumpák segítségével áramoltatja a vegyületeket, folyamatos üzemben. A jobb hőátadás csökkenti a melléktermékek képződését, az összekapcsolt lépések pedig csak a végén igényelnek tisztítást, így kevesebb hulladék keletkezik.

Hazai gyógyszergyárak még nem alkalmazzák ipari méretben az áramlásos kémiát, bár külföldön már több üzem működik ezzel a technológiával.

A beruházási és engedélyezési költségek gátolják a váltást a jól bevált szakaszos módszerekről. Új hatóanyagok bevezetésekor vagy új üzemek építésekor van realitása a technológiának. A kutatócsoport laboratóriumi méretben dolgozott ki eljárásokat ipari partnerekkel, amelyek hatékonyabbnak bizonyultak. Az elmúlt három évben saját reaktorokat fejlesztenek 3D-nyomtatással, hogy olcsóbbá tegyék a technológiát. Kereskedelmi berendezések több tízmillió forintba kerülnek, míg a saját tervezésű, vegyszerálló és hőálló anyagokból nyomtatott reaktorok néhány száz forintból készülnek laborméretben.

A 3D-nyomtatás lehetővé teszi, hogy a reaktor a konkrét reakcióhoz igazodjon, ne fordítva. A kereskedelmi eszközöket nem lehet szabadon módosítani, míg a saját fejlesztésűeknél mintavétel vagy beavatkozás is beépíthető. A csoport harmincfős, nyolc PhD-hallgatóval és számos BSc- és MSc-hallgatóval dolgozik, akik külön témákon kutatnak. A finanszírozás pályázatokból és ipari megrendelésekből származik, a terület gyakorlati jellege miatt a hallgatók érdeklődnek. A tudományos diákköri konferenciákon rendszeresen helyezéseket érnek el, ami országos és nemzetközi versenyekre is viszi őket. A kutatásfinanszírozásban voltak bizonytalanságok, most azonban új pályázati lehetőségekre számítanak.

Egy európai uniós projektben hét ország kilenc kutatóintézetével dolgoznak együtt rákellenes hatóanyag fejlesztésén.

A svéd partnerek modellezik a molekulákat, a csoport előállítja őket zöld eljárással, mások biológiai aktivitást vizsgálnak. A cél, hogy idővel klinikai fázisba jussanak. A rákos sejtek mutációi miatt a fejlesztés versenyfutás az idővel, a célzott hatóanyagok akkor hatékonyak, ha időben megfogják a daganatot, mielőtt áttétek alakulnak ki. A kemoterápiák is fejlődtek, tablettás formák is elérhetők, de a komplexitás megmarad. A csoportvezetés megalapításakor nehézségekbe ütközött nőként, az akkori tanszékvezető férfi kollégához javasolta a csatlakozást. Kitartással és tanszékvezető-váltással sikerült önálló csoportot indítani, ahol saját ötleteket valósíthat meg.

A mesterséges intelligencia segíti az irodalomkutatást, pillanatok alatt képet ad a nemzetközi eredményekről, de új felfedezéseket nem hoz, a gondolkodás és az ötletek a kutatók feladata marad. A digitális átállás az egyetemen is zajlik, szerződések egyre inkább elektronikusan mennek. A zöld gyógyszergyártás hosszú távon csökkentheti a környezeti terhelést, miközben a hatóanyagok tisztasága és biztonsága megmarad. A technológia szélesebb alkalmazásához további bizonyításra és költségcsökkentésre van szükség, de a laboreredmények ígéretesek.

• Miért zöldebb az áramlásos kémia a hagyományos gyártásnál?
  A vékony csövekben jobb a hőátadás, kevesebb melléktermék keletkezik, és az összekapcsolt lépések miatt csak a végén kell tisztítani, így kevesebb oldószert és energiát igényel.
• Mennyibe kerül egy saját fejlesztésű reaktor a kereskedelmihez képest?
  Laborméretben a 3D-nyomtatott reaktor 400-500 forintból készül, míg egy kereskedelmi berendezés 10-15 millió forintba kerül, azonos eredmény mellett.
• Milyen kihívásokkal találkozott csoportvezetőként?
  A csoport megalapításakor az akkori tanszékvezető férfi kollégához javasolta a csatlakozást, mivel nem volt korábbi női csoportvezető. Kitartással és vezetői váltással sikerült önállóan elindítani a munkát.

Hasonló tartalmak:

Gyógyszerrezisztencia magyarázza, miért hat másként a rákterápia
Precíziós onkológia és mesterséges intelligencia: magyar siker a rák ellen

Áramlásos kémia: megváltozhat a gyógyszergyártás egy magyar kutatónő segítségével
Ők nyerték el idén A Nőkért és a Tudományért ösztöndíjat