Thuốc kháng sinh Penicillin được sản xuất từ đâu? Quy trình như nào?

Thuốc kháng sinh Penicillin được sản xuất từ các chủng nấm mốc thuộc chi Penicillium, phổ biến nhất là Penicillium chrysogenum. Đây là loại kháng sinh tự nhiên đầu tiên trên thế giới, được bác sĩ Alexander Fleming tình cờ phát hiện vào năm 1928 khi quan sát thấy một loại nấm mốc có khả năng tiêu diệt vi khuẩn tụ cầu xung quanh nó. Loại thuốc này đã mở ra kỷ nguyên mới trong điều trị nhiễm khuẩn, giúp cứu sống hàng triệu người khỏi các căn bệnh nguy hiểm.

Tìm hiểu: Thuốc kháng sinh Penicillin được sản xuất từ đâu?

Theo các tài liệu y khoa chính thống, thuốc kháng sinh Penicillin được sản xuất từ một loại nấm mốc tự nhiên có tên là Penicillium. Đây là loại nấm thường xuất hiện trong môi trường tự nhiên, đôi khi chúng ta có thể bắt gặp chúng dưới dạng mảng màu xanh lam trên bánh mì hoặc trái cây bị hỏng.

Lịch sử phát hiện ra loại thuốc này vô cùng tình cờ. Vào năm 1928, bác sĩ Alexander Fleming tại London đã nhận thấy một đĩa nuôi cấy vi khuẩn tụ cầu vàng bị nhiễm nấm mốc Penicillium notatum. Điều đáng ngạc nhiên là xung quanh các khuẩn lạc nấm mốc, vi khuẩn không thể phát triển được. Ông kết luận rằng loại nấm này đã tiết ra một hoạt chất có khả năng tiêu diệt vi khuẩn và đặt tên nó là Penicillin.

Tuy nhiên, trong giai đoạn đầu, việc chiết tách Penicillin gặp rất nhiều khó khăn do hoạt chất này không ổn định. Phải đến những năm 1940, nhờ sự nỗ lực nghiên cứu của Howard Florey, Ernst Chain và các cộng sự, quy trình tinh chế và sản xuất quy mô lớn mới được hiện thực hóa.

Ngày nay, để đáp ứng nhu cầu khổng lồ của ngành y tế, các nhà khoa học chủ yếu sử dụng chủng nấm Penicillium chrysogenum. Đây là chủng có năng lực sinh tổng hợp kháng sinh cao hơn gấp nhiều lần so với chủng ban đầu mà Fleming tìm thấy.

Cần lưu ý rằng dựa trên nguồn gốc, chúng ta có hai nhóm chính:

• Penicillin tự nhiên: Như Penicillin G (tiêm) và Penicillin V (uống), được chiết xuất trực tiếp từ môi trường nuôi cấy nấm.
• Penicillin bán tổng hợp: Được tạo ra bằng cách thay đổi các nhóm thế hóa học từ nhân cơ bản 6-APA (axit 6-aminopenicillanic) để tăng độ bền, mở rộng phổ kháng khuẩn và hạn chế sự phá hủy của vi khuẩn.

Quy trình sản xuất thuốc kháng sinh Penicillin

Quy trình sản xuất Penicillin trong công nghiệp hiện đại là một chuỗi tương tác sinh - hóa vô cùng phức tạp, đòi hỏi điều kiện kiểm soát nghiêm ngặt về độ vô trùng và các thông số kỹ thuật. Về cơ bản, quy trình này bao gồm hai công đoạn chính:

Công đoạn lên men

Đây là giai đoạn nuôi cấy nấm mốc để chúng sinh sản và tiết ra kháng sinh.

• Chuẩn bị giống: Các chủng nấm P. chrysogenum siêu tổng hợp được bảo quản ở trạng thái đông khô hoặc nitơ lỏng. Chúng được kích hoạt và nhân giống qua nhiều cấp độ từ phòng thí nghiệm đến các bồn nhân giống sản xuất.
• Lên men sản xuất: Hiện nay, phương pháp lên men chìm được sử dụng phổ biến nhất. Nấm mốc được nuôi trong các bể lên men khổng lồ chứa môi trường lỏng giàu dinh dưỡng bao gồm nguồn cacbon, nguồn nitơ, các khoáng chất và đặc biệt là các tiền chất như axit phenylacetic để định hướng tạo ra loại Penicillin mong muốn.
• Hai pha phát triển: Pha đầu tập trung vào việc tăng sinh khối nấm mốc, tức là nuôi nấm lớn lên. Pha sau mới là pha sinh tổng hợp mạnh mẽ kháng sinh Penicillin.

Công đoạn tinh chế

Sau khi lên men, Penicillin nằm trong dịch lỏng lẫn với sinh khối nấm và các tạp chất khác, vì vậy cần phải qua bước tinh thế mới sử dụng được:

• Lọc: Sử dụng thiết bị lọc băng tải hoặc thùng quay để tách bỏ sợi nấm, thu lấy dịch lọc chứa kháng sinh.
• Trích ly: Penicillin được tách ra khỏi dịch lọc bằng các dung môi hữu cơ ở điều kiện pH thấp và nhiệt độ lạnh để tránh bị phân hủy.
• Tẩy màu và kết tinh: Sử dụng than hoạt tính để loại bỏ tạp chất màu, sau đó bổ sung các muối axetat để Penicillin kết tinh dưới dạng bột muối.
• Sấy khô và đóng gói: Tinh thể Penicillin được rửa sạch, sấy khô trong điều kiện vô trùng tuyệt đối trước khi đem đi pha chế thành các dạng thuốc thương mại.

Tác dụng của thuốc kháng sinh Penicillin là gì?

Theo các chuyên gia y tế, Penicillin hoạt động theo cơ chế ức chế tổng hợp vách tế bào vi khuẩn. Cụ thể, vách tế bào vi khuẩn được cấu tạo từ một mạng lưới cứng cáp gọi là peptidoglycan. Penicillin ngăn chặn các protein liên kết mạng lưới này, khiến thành tế bào vi khuẩn bị yếu đi và xuất hiện các lỗ hổng. Khi áp lực thẩm thấu bên trong tế bào quá lớn, nước từ bên ngoài tràn vào làm vi khuẩn bị vỡ ra và chết. Kháng sinh nhóm Penicillin được ứng dụng rộng rãi để điều trị nhiều loại nhiễm trùng,:

• Nhiễm trùng đường hô hấp: Viêm phổi do phế cầu, viêm họng do liên cầu khuẩn, viêm xoang, viêm tai giữa.
• Nhiễm trùng da và mô mềm: Chốc lở, viêm mô tế bào, nhiễm trùng vết thương.
• Các bệnh lây truyền qua đường tình dục: Đặc biệt hiệu quả trong điều trị giang mai và bệnh lậu.
• Nhiễm trùng nặng: Viêm màng não, nhiễm trùng huyết và viêm nội tâm mạc.
• Dự phòng: Ngăn ngừa thấp khớp cấp tái phát.

Mặc dù là thần dược nhưng Penicillin cũng có thể gây ra những phản ứng không mong muốn. Phổ biến nhất là rối loạn tiêu hóa, buồn nôn hoặc tiêu chảy. Đặc biệt, dị ứng Penicillin là vấn đề cần hết sức thận trọng. Theo khuyến nghị y khoa, bệnh nhân cần thông báo ngay cho bác sĩ nếu có tiền sử dị ứng với nhóm thuốc này. Các triệu chứng dị ứng có thể từ nhẹ như ngứa, phát ban, nổi mề đay đến nặng như sưng phù mặt, khó thở và nguy hiểm nhất là sốc phản vệ cần cấp cứu tức thì.

Thuốc kháng sinh Penicillin được sản xuất từ đâu? Penicillin được sản xuất từ nấm mốc tự nhiên nhưng để trở thành những viên thuốc hay ống tiêm hữu dụng, nó đã trải qua một hành trình dài từ phòng thí nghiệm đến sản xuất công nghiệp quy mô lớn. Dù hiện nay đã có nhiều loại kháng sinh thế hệ mới, nhưng nguồn gốc và giá trị của Penicillin vẫn là một cột mốc chói lọi trong lịch sử y học. Hy vọng bài viết đã giúp bạn giải đáp được thắc mắc về nguồn gốc của loại thuốc này và có thêm kiến thức hữu ích về chăm sóc sức khỏe.