Badaczka z Wrocławia może pomóc wydrukować lek w technologii 3D

Druk 3D, którego historia sięga połowy lat 80. XX w., jest coraz popularniejszy w farmacji, a na całym świecie trwają prace nad rozwojem tej technologii w tworzeniu nowych, spersonalizowanych postaci leków. W 2015 r. amerykańska Agencja ds. Żywności i Leków (FDA) dopuściła do obrotu pierwszy specyfik, wytwarzany przy użyciu technologii przyrostowych. Jest to produkt leczniczy, stosowany w terapii epilepsji, którego przewagą nad tradycyjna tabletką jest szybki początek działania (tabletka rozpadająca się w jamie ustnej) oraz duża zawartość substancji czynnej.

W Europie, jak dotąd, nie zarejestrowano żadnego produktu leczniczego, wytwarzanego z wykorzystaniem druku 3D. Chce to zmienić Marta Kozakiewicz-Latała z Katedry i Zakładu Technologii Postaci Leku Wydziału Farmaceutycznego Uniwersytetu Medycznego we Wrocławiu. Jej projekt pt. "Zrozumienie mieszalności układów lek/polimer/plastyfikator i jej wpływu na właściwości mechaniczne polimerowych filamentów do przetwarzania w technologii przyrostowej FDM", otrzymał prawie 200 tys. zł dofinansowania w ramach konkursu Narodowego Centrum Nauki. W czasie jego trwania badaczka wraz z opiekunem merytorycznym i promotorem, dr. hab. Karolem Nartowskim, będą pracować nad zrozumieniem zjawisk fizycznych, które mają znaczenie dla rozwoju technologii przyrostowych i wytwarzania spersonalizowanych leków, zgodnie z paradygmatem „knowledge based design”.

– W naszym projekcie kluczowa będzie ocena, w jaki sposób mieszalność leku, polimeru i plastyfikatora wpływa na jakość i właściwości materiału używanego do druku, czyli filamentu – wyjaśnia Marta Kozakiewicz-Latała.

Filament to termoplastyczne tworzywo, które wyglądem przypomina makaron spaghetti. Jeśli jednak ma służyć produkcji leków w technologii 3D, naukowcy muszą dokładnie określić proporcje i właściwości materiałów, z których powstanie, a więc polimerów i substancji leczniczych oraz pomocniczych (tzw. plastyfikatorów). Materiały te, w formie sproszkowanej, są ze sobą mieszane, a następnie poddawane procesowi ekstruzji na gorąco w kontrolowanej temperaturze i pod kontrolowanym ciśnieniem. Finalnie muszą stworzyć mieszankę jednorodną, zarówno pod względem fizycznym, jak i molekularnym, co będzie miało wpływ na stabilność i jednolitość zawartości substancji aktywnej w wydrukowanych tabletkach.

– Naszym zadaniem będzie stworzenia filamentu o jakości farmaceutycznej oraz przeprowadzenie badań nad mieszalnością leków z polimerami i substancjami plastycznymi oraz wpływem fazy leku, amorficznej lub krystalicznej, na właściwości mechaniczne filamentów – tłumaczy badaczka.

Powodzenie projektu umożliwiłoby proces produkcji leków dostosowanych do potrzeb konkretnych pacjentów. To z kolei dałoby szansę na poprawę jakości życia chorych i zmniejszenie ryzyka wystąpienia działań niepożądanych. Druk 3D pozwala również zaprojektować lek o dowolnym kształcie, co zapewnia kontrolę dostępności farmaceutycznej, którą określamy jako ilość substancji czynnej, uwolnionej z postaci leku w jednostce czasu. Dodatkowo, dzięki wykorzystaniu różnych materiałów, tabletka może w poszczególnych warstwach zawierać inne substancje aktywne, w efekcie czego pacjent zażywający wiele leków, mógłby je przyjmować w jednej, spersonalizowanej pastylce.