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La tecnología, que tiene el potencial de ecologizar fuertemente la industria farmacéutica, parece lista para la mejora comercial.
Courtesy by Eindhoven University of Technology: Ser capaz de producir medicamentos a bajo precio y en todas partes, con la luz solar como fuente de energía. Esta realidad está más cerca que nunca ahora que los químicos de la Universidad Tecnológica de Eindhoven están presentando un «mini-reactor» que, similar a las hojas en la naturaleza, absorbe la luz solar y genera reacciones químicas. Como demostración final, lograron que el reactor produjera dos tipos de medicamentos, la artemisinina antipalúdica y el fármaco antiparasitario ascaridole. En la revista Angewandte Chemie, describen cómo este reactor puede ampliarse fácilmente, puede utilizarse para una amplia gama de reacciones químicas y mantiene una producción estable en condiciones climáticas cambiantes. La tecnología, que tiene el potencial de ecologizar fuertemente la industria farmacéutica, por lo tanto, parece lista para la mejora comercial.
El reactor que el equipo liderado por Timothy Noel está presentando ahora es un refinamiento del minirreactor de hojas artificiales presentado por el equipo en 2016. El prototipo utilizó la naturaleza como un ejemplo para superar el obstáculo principal del uso de energía solar para fabricar productos químicos, algo con lo que los científicos soñaron durante años. El problema es que la luz solar disponible genera muy poca energía para iniciar las reacciones. Los investigadores tuvieron éxito gracias a un truco que copiaron de las hojas en la naturaleza. Diseñaron canales muy delgados en los denominados concentradores solares luminiscentes (LSC), un caucho de silicio, muy similar a la forma en que las venas atraviesan una hoja.
La luz solar activa las moléculas de los líquidos que atraviesan los microcanales y comienza una reacción química. La combinación de la luz de confinamiento y los microcanales hizo que la intensidad de la luz fuera lo suficientemente alta para que las reacciones tuvieran lugar. En 2018, el equipo anunció que habían desarrollado un mecanismo para estabilizar la producción, independientemente de las variaciones de la luz solar directa. Su sistema de retroalimentación, que cuesta menos de 10 euros, puede acelerar o ralentizar la producción para igualar las variaciones de intensidad.
Donde quiera hacer medicamentos
En el reactor que ahora presenta el equipo, el caucho de silicona ha sido reemplazado por PMMA (poli (metacrilato de metilo) o plexiglás). “Este material es más barato y fácil de fabricar en grandes cantidades. También tiene un índice de refracción más alto, por lo que la luz permanece mejor confinada ”, dice Noël. “Pero lo más importante es que podemos agregar más tipos de moléculas sensibles a la luz en PMMA. Como resultado, en principio todas las reacciones químicas ahora son posibles en este reactor en todo el ancho del espectro de luz visible «.
En la publicación en Angewandte Chemie, los investigadores muestran la versatilidad del reactor al completar varias reacciones químicas. Dos de estos comprenden la producción de un fármaco: la artimesinina antipalúdica y el ascaridole, una defensa contra los gusanos parásitos. Esto hace que el reactor esté listo para la práctica. Por ejemplo, como una fábrica de medicina local en lugares de difícil acceso: los medicamentos contra la malaria en la selva e incluso el paracetamol en Marte son posibles en teoría. «Con este reactor puedes hacer medicamentos donde quieras», dice Noel. «Solo necesitas luz solar y esta mini fábrica».
Una industria química verde
El reactor tiene el potencial de resolver un grave problema para la industria farmacéutica, a saber, la creciente presión para producir de manera sostenible. Las reacciones químicas para producir drogas actualmente requieren químicos tóxicos y mucha energía en forma de combustibles fósiles. Al usar luz visible, las mismas reacciones se vuelven sostenibles, baratas y, en teoría, innumerables veces más rápidas.
Noël: “Apenas existen obstáculos para poner en práctica esta tecnología, excepto por el hecho de que solo funciona durante el día. Las hojas artificiales son perfectamente escalables; donde hay sol, funciona. Los reactores se pueden escalar fácilmente, y su naturaleza económica y autoamplificada los hace ideales para la producción rentable de productos químicos con luz solar. Por lo tanto, estoy muy seguro de que deberíamos poder realizar una prueba comercial de esta tecnología dentro de un año. Todo lo que esto requeriría es una asociación con una compañía farmacéutica que esté interesada en continuar este viaje con nosotros ”.
Source: Eindhoven University of Technology
Referencia:
Dario Cambié et al., Fotoquímica solar energéticamente eficiente con fotomicroreactores basados en concentradores solares luminiscentes, Angewandte Chemie (6 de agosto de 2019).
Barry van der Meer: (Oficial de información científica) +31 40 247 4061 b.v.d.meer@tue.nl
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