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StartseiteForschung aktuellIm Schlauch statt im Topf 24.07.2017

Neue Wege der MedikamentensyntheseIm Schlauch statt im Topf

Immer mehr Wirkstoffe werden für kleinere Patientengruppen maßgeschneidert hergestellt. Gerade in der Phase der klinischen Studien werden dabei nur kleine Mengen der Substanzen benötigt - zu wenig, um einen großen chemischen Reaktor anzuwerfen. Eine neue Methode bietet jetzt Chancen.

Von Volkart Wildermuth

Ein Mann hält Tabletten in der Hand (imago/STPP)
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Es gibt zwei Varianten für die technische Umsetzung chemischer Reaktionen: den Topf und den Schlauch. Beim sogenannten "Batch Verfahren" werden alle Zutaten in einem Reaktor gemischt und reagieren. Wenn das Produkt fertig ist, wird der Reaktor geleert und steht bereit für den nächsten Zyklus. Chemikalien lassen sich aber auch in kontinuierlichen Prozessen in Durchflussreaktoren herstellen. 

"Das sind lange Schläuche aus Metall oder Plastik, die eng aufgerollt werden, um Platz zu sparen." Die Ausgangssubstanzen werden vorne kontinuierlich hineingepumpt und am Ende tropft das Produkt ständig aus dem Schlauch, erläutert Dr. Kevin Cole von den Eli Lilly Forschungslaboratorien im amerikanischen Indianpolis.

Solche Durchflussverfahren werden schon vielfältig eingesetzt. Die Pharmazeutische Industrie war aber zurückhaltend, weil bei der Herstellung von Medikamenten ganz besonders hohe Qualitätsanforderungen gelten. Bei den klassischen Synthesen sind die Kontrollen einfach umzusetzen. 

"Da gibt es immer Pausen, da wird über Nacht gerührt und nichts passiert. Bei den kontinuierlichen Prozessen ist immer etwas los, man muss sie ständig im Auge behalten. Wir haben es jetzt zum ersten Mal geschafft, diesen Ansatz nach den Regeln der Guten Herstellungspraxis umzusetzen. Unser Produkt darf in klinischen Studien bei Menschen eingesetzt werden." 

Durchflussreaktor statt großer chemischer Reaktor 

Kevin Cole ist sichtlich stolz. Er hat Prexasertib in Schlauchreaktoren hergestellt, ein Wirkstoff, der gerade bei Lungenkrebspatienten erprobt wird. Dafür werden rund 20 Kilo der Substanz benötigt, zu wenig, um einen großen chemischen Reaktor anzuwerfen. Deshalb hat sich die Firma entschlossen, die Synthese in Durchflussreaktoren zu erproben. Die Schläuche liegen in einem Heizgefäß. Dahinter schließen sich traditionelle Rührgeräte und Rotationsverdampfer an, die das Produkt kontinuierlich konzentrieren und reinigen. Hier ist viel chemisches Feingefühl nötig, besonders bei der Wahl des richtigen Lösungsmittel. "Schlauchreaktoren sind extrem flexibel und billig, aber sie verstopfen leicht."

Letztlich wurde die Synthese des Krebsmittels in drei Schritte aufgeteilt. Die Schlauchreaktoren passen jeweils in eine. große Abzugshaube. Ein wichtiger Sicherheitsvorteil, hier geht es schließlich um eine hochwirksame Substanz, mit der die Angestellten nicht in Berührung kommen sollen. Und auch ein Ausgangsstoff der Synthese, das Hydrazin, ist instabil und gefährlich. 

"Hier mit Schlauchreaktoren zu arbeiten ist ein großer Vorteil. Anders als bei der klassischen Synthese ist immer nur ein ganz kleiner Teil der Substanz im Reaktor und wird erhitzt. Sollte es zu einer Kettenreaktion kommen, ist die viel einfacher zu beherrschen."

Schläuche sind einfach zu ersetzen

Die ständige Kontrolle ist das A und O der kontinuierlichen Synthese. Nur wenn alles überprüft und dokumentiert wird, können die Behörden das Medikament am Ende für die Verwendung bei Menschen freigeben. Pharmazeutische Blockbuster werden wohl weiter im Topf oder beim "Batch-Verfahren" hergestellt werden. Aber Kevin Cole ist davon überzeugt, dass die kontinuierliche Synthese gerade bei den maßgeschneiderten Wirkstoffen große Vorteile bringt. Sie ist flexibel und vergleichsweise billig. Während große Reaktoren aufwendig gereinigt werden müssen, ist es kein Problem, die Schläuche nach der Synthese einfach durch neue zu ersetzen. Vor allem aber ist es in den kleinen Volumen der Schlauchreaktoren viel einfacher, hohe Temperaturen oder hohen Druck zu erzeugen.
 
"Manche Reaktionen laufen am besten unter extremen Bedingungen. Die lassen sich in Durchflussreaktoren viel einfacher erzeugen. Für einen Chemiker ist das wirklich aufregend, denn damit ist unsere chemische Werkzeugbox größer geworden."

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