现代制药与染料
说起现代制药行业的起源,我们不得不提及的一个人便是英国化学家William Henry Perkin。1856年,18岁的William Henry Perkin在一次尝试合成奎宁的实验中不幸失败,然而在用清洁烧杯的过程中,产生了一种紫色的溶液,这意外引发了染料行业的工业化进程,催生出了大量的染料制造企业,而这些染料制造企业便是日后制药行业起源的种子。
(左)William Henry Perkin,他在18岁发现了首个苯胺染料——苯胺紫
(中)Charles Rees,著名的合成化学家,William Henry Perkin的同事
崭露头角的Farbwerke Hoechst
19世纪末,随着染料市场的日益饱和,一些染料生产企业开始逐渐向制药行业转型,第一批现代化制药企业也由此诞生,其中一个未来的巨头便是Farbwerke Hoechst 公司(霍伊斯特,赛诺菲的前身,以下简称Hoechst公司),该公司于1863年成立于德国的一个名为Hoechst的小镇,而Hoechst如今成为了德国法兰克福的一部分。
19世纪下半叶,Hoechst公司在染料行业已经成长为一个巨头,拥有2000多名员工和科学家(这在工业革命刚刚兴起的年代,可以称之为规模空前庞大)。
世界上第一种化学合成药
19世纪末,随着染料行业的日渐饱和,Hoechst公司转型进入了合成药物行业,并于1888年和1889年分别推出了两种解热镇痛药物——安替比林( antipyrine)和氨基比林(amidopyrine),这是世界上第一种化学合成的解热镇痛药物。
这两种药物的合成极其简单,但是对于制药行业的现代化发展而言,从自然提取药物向化学合成药物的转变无疑具有革命性的意义。
这两种新的化学合成药最初是以片剂的形式面世的(1843年英国发明家William Brockedon开始尝试采用模具的方式制作药丸和含片,1860年左右在法国已经有了压片机的出现,1904年世界上第一台旋转式压片机由Kilian公司的创始人Fretz Kilian发明,这也形成了现代压片机的雏形),随后,这种将活性药物与非活性的赋形剂混合来制成片剂的方式越来越受欢迎,并在世界范围内逐步发展起来。
麻醉学的革命
另一个具有代表性的研究领域是麻醉学。难以想象在人类历史进程的大部分时间里,人们并没有缓解疼痛的有效办法,甚至手术通常都是在没有任何麻醉的情况下进行的。纵观历史,只有极少数具有麻醉作用的药物是通过偶然的途径被发现的。
6000年前,苏美尔人发现了罂粟提取物的麻醉功效。公元前600年,印度外科医生苏什鲁塔( Sushruta,被誉为印度外科之父,著有<Sushruta Samhita>,被誉为世界上最古老的整形手术文献之一)将大麻引入了外科手术。
而在彼时的罗马,人们使用的是草药提取物和酒精的混合物。这些草药包括鸦片、曼德拉草、天仙草和铁杉。这些早期麻醉剂当时是被用来减轻被钉上十字架的人的痛苦。
到19世纪,可卡因(印加人于14世纪发现了可卡叶的麻醉功效)的使用也已经非常广泛。与此同时,乙醚也是常用的麻醉药之一(Paracelsus,帕拉塞尔苏斯,瑞士医生、炼金术师,于16世纪首次将乙醚引入麻醉领域)。
笑气(一氧化氮)也是具有麻醉作用的药物之一,但其作用时间很短。遗憾的是,所有这些早期的麻醉剂都不能带来很好的效果,且会引起较多的副作用。因此,人们开始向有机合成药物方向转变,以求获得效果更好、副作用更少的麻醉剂,如今,现代麻醉剂全部都是采用合成的方式获得的。
1905年,Hoechst公司推出了Novocain(诺维卡因,又称Procaine普鲁卡因,一种局部麻醉药,通常被用作牙科手术)。虽然彼时的外科医生更倾向于使用可卡因,但后来的事实证明,普鲁卡因成为了一种极为成功的牙科无痛麻醉剂,Hoechst公司也因此在制药行业获得了长足的发展。
到1913 年,也就是在Hoechst公司成立 50 周年之际,Hoechst在法兰克福的工厂已经拥有了 9,000 名工人,公司的营业额达到了 1 亿美元。它的工厂遍布欧洲,包括俄罗斯、法国和英国。又经过多年的额发展,Hoechst公司发展到拥有超过 60,000 名员工的规模,并成立了一个规模庞大的研发部门。
拜耳公司的起源
第二个我们要提到的德国制药巨头是我们熟知的Bayer(拜耳公司)。Bayer于 1863 年在Wuppertal成立,Bayer的历史与 Hoechst公司的历史颇为相似,与Hoechst一样,Bayer最初成立的目的是进入当时还利润丰厚的染料行业。大约在 1880 年,Bayer也进入了制药行业,推出了一种镇痛剂非那西丁( Phenacetin,也是一种解热镇痛药),它与Hoechst公司的产品形成了竞争格局,Bayer的非那西丁是世界上第一种没有成瘾性的合成镇痛剂。
到 1880 年,Bayer公司已经达到了 1000 多名工人的规模,并打造了一个拥有数十名化学家的研发团队,这在德国以外基本上是闻所未闻的。Bayer公司规模如此之大,以至于后来形成了自己的城市,即现在的 Leverkusen(勒沃库森,目前拥有 160,000 名居民)。
神药阿司匹林
拜耳最著名的药物是阿司匹林,它于 1898 年推向市场,该药物具有抗炎特性,其作用机制直到 1971 年才由诺贝尔奖得主约翰·韦恩(John Robert Vane,英国药理学家)阐明。
这种药物至今仍被广泛使用,它也因具有多种生化和药用特性而被称为神药。阿司匹林主要成分来自柳树提取物,后来知道它含有水杨酸盐。化学合成版本的阿司匹林通常也称为乙酰水杨酸,相对于柳树提取物而言,乙酰水杨酸是一种更有效且更安全的版本。
拜耳1912年生产阿司匹林所使用的Kilian压片机
阿司匹林目前是世界上使用量最大的药物,大到需要以吨位来计算——其每年用量为 40000吨,相当于 50-1200 亿颗药片。在包括德国在内的许多国家,阿司匹林仍然是拜耳的品牌名称,乙酰水杨酸是其化学名称,而在美国等其他国家,阿司匹林已成为这种药物的通用名称。
在推出阿司匹林的同一年,拜耳还推出了一种名为Heroin(海洛因)的吗啡衍生物,作为止咳药,在随后的几十年中,病人可以很容易地从药店柜台买到这种药物,直到人们开始意识到这种药物的成瘾特性。
圣芭芭拉与催眠药物
另一个对现代化学制药行业发展至关重要的发现是在催眠药领域——Barbiturates(巴比妥酸盐,一种中枢神经系统抑制剂的药物),巴比妥酸由Adolf von Baeyer(阿道夫·冯·拜尔,德国化学家,因成功合成靛蓝而获得1905年的诺贝尔化学奖。看来诺贝尔的评委对染料行业情有独钟…….)于 1864 年通过丙二酸二乙酯和尿素化学反应而首次发现,据传言,化学家们去酒吧庆祝这一发现,而一伙儿炮兵驻军也在同一个酒吧纪念举行纪念Saint Barbara(圣芭芭拉,基督教守护神之一,也是炮兵的守护神)的盛宴,因此将这种新合成的物质命名为Barbiturates,即芭芭拉(Barbara)和尿素(Urea)的混合物。
然而,这种新合成的巴比妥酸并不具备明显的生物学特性,直到1903年由化学家Emil Fischer a和 Joseph von Mering在其基础上制成了巴比妥酸盐,从而催生出了具有催眠作用的药物巴比妥。
拜耳于1904年以 Veronal 为商品推出催眠药物巴比妥,很快巴比妥便取代了当时最常用的失眠治疗药物——溴化物,并在全世界取得了巨大的成功。
默克集团与美国制药的兴起
第三个不得不说的制药巨头——E. Merck(德国默克集团,并非美国默克制药,后面会讲到他们的故事渊源)。与前面两家公司不同,德国默克于1668年起源于Darmstadt(德国达姆施塔特)的一家药店,通过坚持出售天然药物而发展成为一家现代化的制药公司,并通过销售生物碱类药物而声名鹊起,其中就包括了我们所熟知的吗啡。另外,Eukodal(Oxycodone,羟考酮,一种半合成阿片类强效镇痛药)也是德国默克的旗舰产品之一,至今已有80多年的临床应用历史,如今它也因为具有强烈的成瘾性而被归为管制类药品。
19世纪末期,随着第二次工业革命的兴起,美国迎来的蓬勃的发展时期,对于制药行业而言,这也意味着潜力巨大的新兴市场,于是德国的制药企业纷纷通过向美国出口药物而赚得盆满钵满,而德国默克选择了直接在美国创立分公司,德国默克创始人之一Friedrike Merck最初移民到美国便是为了管理默克美国的分公司。
第一次世界大战极大了影响了制药行业的格局,伴随着第一次世界大战的结束,德国化工企业和制药企业在全球的垄断地位也戛然而止,包括美英在内的同盟国停止了进口德国的商品,并关闭了德国企业在美国的分支机构,美国撤销了所有德国专利,当地生产商可以开始生产和销售德国产品,这使刚刚起步的美国和英国制药业得以迅速发展。而德国默克在美国的分公司被美国没收,并成为了后来的Merck Sharp & Dohme(默沙东公司,MSD)。
第一次世界大战之后,德国经济陷入混乱,一大批优秀的德国制药企业也失去了他们最重要的产品的专利保护,与此同时,战争的胜利极大地推动了美国的制药业,这也促使制药业在随后的几十年间成为了全球最具创新性和生产力的行业。
然而,德国制药业并没有就此完全消亡,而是另辟蹊径、东山再起——敬请期待我们的下一篇文章。
本文来源于Professor Dave Explains频道
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随着科技的飞速发展,传统中医药行业正站在一个新的历史起点上。近年来,国家层面对中医药的传承与创新发展给予了高度重视,相继出台了一系列政策,旨在通过科技创新推动中医药现代化转型,智能化、自动化已成为当下制药行业的主要发展趋势。作为与中药制剂非常紧密相关的生产设备,其数字化与智能化升级也迫在眉睫,本文基于北京翰林航宇科技发展股份公司(以下简称“翰林航宇”)近年来开展的智能化工程,阐述了对中药制剂设备的数字化升级改造的探索与思考。
作者:张士威、张磊、池明芳
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