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Jun 27, 2023

6 de agosto de 2023

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por la Universidad de Tokio

El antibiótico cefazolina es un medicamento esencial según la Organización Mundial de la Salud (OMS). Por lo general, se produce mediante fabricación por lotes. Ahora, por primera vez, los investigadores han fabricado cefazolina utilizando el método de flujo continuo. Este método es más barato, más rápido, menos derrochador y más flexible en términos de cuánta droga se puede producir cuando se necesita.

Mejorar el acceso a la cefazolina es vital para la salud global y particularmente relevante para países como Japón, que experimentó una escasez en 2019. Este estudio se publica en el Boletín de la Sociedad Química de Japón.

Los antibióticos son una de nuestras mayores armas contra infecciones bacterianas graves y nuestra necesidad de ellos está aumentando. La cefazolina es uno de esos fármacos, que es tan importante para la salud humana que la OMS la ha designado medicamento esencial. Se utiliza para curar una amplia gama de dolencias, como infecciones del tracto urinario, respiratorias y de las articulaciones, y para prevenir infecciones después de la cirugía.

Como ocurre con la mayoría de los medicamentos, la cefazolina se elabora mediante fabricación por lotes, un proceso paso a paso que permite un control preciso en cada etapa. Sin embargo, lleva mucho tiempo y requiere mucho espacio en un sitio cuidadosamente controlado para minimizar riesgos como la contaminación. Debido al plazo, al espacio especialmente equipado y controlado y a la gran cantidad de residuos, los costes de producción no son baratos y son especialmente elevados cuando se instalan nuevas instalaciones.

Una alternativa a la fabricación por lotes es la fabricación de flujo continuo. Los fabricantes de medicamentos no habían utilizado ampliamente este método porque es más difícil controlar las reacciones que tienen lugar. Sin embargo, investigadores de la Universidad de Tokio han desarrollado una forma de crear cefazolina de forma segura mediante la fabricación de flujo continuo.

"El método que hemos desarrollado puede abarcar la producción en masa dentro de instalaciones de fabricación compactas, no incurre en enormes costos de equipo y puede proporcionar un medicamento de calidad farmacéutica de manera segura", explicó el profesor Shu Kobayashi del Departamento de Química de la Escuela de Graduados en Ciencias. .

"La demanda de este antibiótico fluctúa enormemente y es un fármaco que es mejor no preparar con demasiada antelación debido a su inestabilidad", afirmó el profesor del proyecto Haruro Ishitani, también del Departamento de Química. "Así que una gran ventaja del método de flujo continuo es que es fácil ajustar el volumen de producción según sea necesario".

Como su nombre lo indica, la fabricación de flujo continuo no requiere pausas entre múltiples pasos individuales, a diferencia del método por lotes.

El equipo utilizó dos reactores conectados para producir cefazolina a partir de materias primas comerciales fácilmente disponibles. Las materias primas y los reactivos, que facilitan la reacción, se bombearon al primer reactor, que parece un tubo metálico delgado enrollado, antes de pasar a un segundo reactor donde se añadió otra materia prima.

De allí salió la cefazolina. Fue un desafío para el equipo optimizar el ambiente dentro de los reactores, es decir, la temperatura, la velocidad de transferencia y la proporción de mezcla de los reactivos, etc., para poder obtener un producto de alta pureza al final, particularmente debido al complejo Estructura de la cefazolina. Según los investigadores, este método era claramente superior a la fabricación por lotes convencional y podía incluso optimizarse aún más.

Kobayashi e Ishitani se sintieron motivados a emprender esta investigación por su preocupación por la falta de instalaciones en Japón para fabricar en el país medicamentos importantes como la cefazolina cuando fuera necesario, en lugar de depender en gran medida de las importaciones.

Sus temores se hicieron realidad en 2019, cuando Japón experimentó una grave escasez de cefazolina, debido a la contaminación de un ingrediente activo procedente del extranjero, lo que provocó una crisis. El método de flujo continuo no sólo sería más fácil y económico de implementar a nivel nacional que construir más instalaciones con el método por lotes, sino que también podría ayudar a comunidades y hospitales más pequeños a fabricar medicamentos esenciales cuando quieran.

"Muchos compuestos pueden sintetizarse mediante métodos de flujo continuo", dijo Ishitani. "Al adoptar este método, creemos que podemos contribuir a un suministro estable de medicamentos, responder a enfermedades raras y desastres, y ayudar al desarrollo de nuevos medicamentos. Además de eso, creemos que es posible contribuir a la producción de otras sustancias químicas, como en cuanto al uso agrícola, y la realización de una sociedad baja en carbono, que es otra cuestión social apremiante".

Más información: Una síntesis práctica y conveniente del antibiótico esencial cefazolina en condiciones secuenciales de flujo único, Boletín de la Sociedad Química de Japón (2023). DOI: 10.1246/bcsj.20230113

Proporcionado por la Universidad de Tokio.