NOWOŚĆ!Już dziś zapisz się, aby otrzymywać nasz newsletter! Zapisz się 

InnowacjeKongres

Leki z drukarki 3D?

Trwają intensywne badania nad możliwością zastosowania technik druku przestrzennego w technologii farmaceutycznej. Przykładom zastosowania tej metody w wytwarzaniu leków poświęcony był wykład „Druk przestrzenny – panaceum na zmieniającą się rzeczywistość?”, który wygłosił dr n. farm. Witold Jamróz z Katedry Technologii Postaci Leku i Biofarmacji Wydziału Farmaceutycznego Collegium Medicum UJ podczas 3. Kongresu „Zdrowie Polaków”.

Druk przestrzenny (ang. three dimensional printing, 3DP) wpisuje się w strategię przemysłu 4.0, którego ideą jest wspieranie tradycyjnych technik wytwarzania poprzez zastosowanie nowoczesnych technologii informatycznych. Technologia polega na wytwarzaniu przedmiotów poprzez osadzanie kolejnych warstw materiału budulcowego, nakładanego przy użyciu głowicy drukującej lub wytwarzanego w procesie spiekania lub polimeryzacji odpowiednich materiałów. Prace rozwojowe i wdrożeniowe mające na celu rozwój technik druku przestrzennego prowadzone są od lat 70. XX w. Za początek ery druku przestrzennego przyjmuje się rok 1984, w którym udzielony został patent na metodę druku przestrzennego z żywic światłoutwardzalnych (stereolitografia, SLA). W następnych latach opracowano kolejne metody druku oparte na ekstruzji topionych polimerowych filamentów (ang. fused deposition modeling, FDM), spajania proszków lepiszczem (ang. color jet printing, CJP) lub spiekania proszków promieniem lasera (ang. selective laser sintering, SLS).

Jedna z pierwszych publikacji naukowych, dotyczących możliwości o wytwarzania stałych postaci leku poprzez spajanie proszków płynnym lepiszczem (CJP), ukazała się w 1996 r. – trzy lata po opatentowaniu tej metody [J Contr Rel, 1996; 40: 77–87]. Jej rozwój umożliwił w 2015 r. wprowadzenie do lecznictwa pierwszego leku wytwarzanego metodą druku przestrzennego – Spritam®. Preparat zawiera od 250 do 1000 mg lewetyracetamu – substancji o działaniu przeciwdrgawkowym. Poprzez zastosowanie 3DP uzyskano tabletki, które pomimo dużej dawki substancji leczniczej rozpadają się w kilka sekund, co umożliwia przyjęcie preparatu bezpośrednio – tabletka rozpada się w obrębie jamy ustnej (ang. orally disintegrating tablet, ODT) lub w formie sporządzonej uprzednio zawiesiny. Taka forma podania leku jest szczególnie korzystna w przypadku pacjentów z dysfagią, zwłaszcza pediatrycznych lub geriatrycznych. W chwili obecnej jest to jedyna technika umożliwiająca przygotowanie na skalę przemysłową wysokodawkowych preparatów ODT. Podejmowane są próby zastosowania metod polegających na stapianiu proszków promieniem lasera w celu uzyskania tabletek ODT. Technika ta pozwala na uniknięcie stosowania płynnego lepiszcza – wysoka temperatura stapiania może prowadzić do rozkładu substancji leczniczej.

Intensywnie badane są możliwości zastosowania także innych technik druku przestrzennego w technologii farmaceutycznej. Szczególnie interesujące wydaje się zastosowanie metod opartych na ekstruzji. Poprzez wytłaczanie pasty zawierającej substancje lecznicze oraz odpowiednie substancje pomocnicze uzyskano tabletkę zawierającą pięć substancji leczniczych: przeciwzakrzepową, moczopędną, obniżającą ciśnienie krwi i stężenie lipidów oraz wspomagającą pracę serca. Wieloskładnikowa tabletka zmniejsza ryzyko pominięcia przez pacjenta przyjęcia leku. Dodatkowo profil uwalniania każdej z substancji leczniczych może być modyfikowany [J Contr Rel, 2015; 271: 308–14]. Otrzymanie takiej formy klasycznymi metodami wytwarzania tabletek jest obecnie bardzo trudne. Druk 3D otwiera zatem możliwości personalizacji terapii oraz wytwarzania niewielkich serii leku różniących się dawką, profilem uwalniania.

W ramach prac badawczych realizowanych w Katedrze Technologii Postaci Leku i Biofarmacji CMUJ opracowano metodykę wytwarzania drukowanych przestrzennie tabletek poprzez koekstruzję dwóch filamentów o różnej rozpuszczalności w wodzie. Poprzez odpowiednie modyfikacje proporcji filamentów wydrukowano tabletki o odmiennym profilu uwalniania substancji leczniczej. Dodatkowo dzięki umieszczeniu warstwy z filamentu o szybkiej rozpuszczalności w wodzie uzyskano formę o modyfikowanym uwalnianiu, tj. natychmiastowym i przedłużonym.

Analizowana jest także przydatność druku przestrzennego w pracy farmaceutów wykonujących leki recepturowe w aptekach szpitalnych i ogólnodostępnych, przed którymi stają nowe wyzwania związane z przygotowywaniem odpowiedniej dawki i formy leku, także z użyciem leków produkowanych przez przemysł, zwłaszcza w terapii pediatrycznej. Z opublikowanych wyników badań wynika, że zastosowanie druku przestrzennego może skrócić czas wykonywania postaci leku recepturowego oraz korzystnie wpłynąć na jednolitość dawki i powtarzalność procesu [Pharmaceutics, 2019; 11(7): 334].

O istotnej przydatności druku 3D w przezwyciężaniu niespodziewanych trudności można się było przekonać w 2020 r. W wyniku przerwania łańcucha dostaw spowodowanego zamknięciem granic oraz zwiększonym zapotrzebowaniem na środki ochrony osobistej w związku z pandemią COVID-19 pojawiła się pilna potrzeba zaopatrzenia ośrodków zdrowia w odpowiednie materiały. Na terenie województwa małopolskiego, dzięki skoordynowanej akcji „Przyłbica dla medyka”, w przeciągu dwóch miesięcy (15 marca – 15 maja) wydrukowano ok. 22 600 sztuk przyłbic oraz dodatkowo: adaptery do masek, filtry, klamry. Była to niezbędna „pierwsza pomoc” w trudnym początkowym okresie pandemii, która umożliwiła funkcjonowanie aż do momentu wznowienia dostaw do ośrodków zdrowia.

Techniki druku przestrzennego mogą stać się istotnym elementem uzupełniającym wielkoseryjne metody wytwarzania postaci leku, a w pewnych przypadkach mogą nawet je zastąpić. Do zalet druku przestrzennego w technologii farmaceutycznej można zaliczyć: możliwość przygotowania postaci leku „na życzenie”, personalizacja terapii poprzez modyfikację dawki, profilu uwalniania, formy postaci leku, druk wieloskładnikowy, wytwarzanie małych serii produktu leczniczego, automatyzację procesu wytwarzania stałych form w aptekach. Niemniej pozostaje wiele problemów technologicznych i legislacyjnych, które należy rozwiązać przed wprowadzeniem druku na szeroką skalę.

Powiązane artykuły
Innowacje

Rynek robotyki chirurgicznej mocno przyspiesza 

W Polsce działa już 19 autoryzowanych robotów chirurgicznych da Vinci, pojawiały się również instalacje kolejnych systemów chirurgicznych: CorPath GRX w obszarze kardiologii,…
Innowacje

Lekarze z UCK WUM wszczepili sztuczną komorę serca nowej generacji

Profesor Mariusz Kuśmierczyk wraz z zespołem kardiochirurgów dokonał pierwszego na WUM wszczepienia sztucznej komory serca. To ultranowoczesne urządzenie nowej generacji Heartmate 3….
KongresWszechstronny lekarz

Szybka diagnostyka kluczowa w chorobach neurologicznych u dzieci

Choroby neurologiczne, do których zaliczamy m.in. udar mózgu, choroby neurometaboliczne oraz padaczkę, to jeden z głównych problemów zdrowotnych na świecie. Dotyczą one…
Zapisz się, aby otrzymywać nasz newsletter

    Dodaj komentarz

    Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.