Исследователи использовали объемную 3D-печать для изготовления таблеток с лекарственными средствами за считанные секунды, как сообщается, впервые.
Из Университетского колледжа Лондона (UCL), Университета Сантьяго-де-Компостела (USC), Института технологической регенеративной медицины MERLN и компании FabRx, специализирующейся на фармацевтической 3D-печати, исследователи успешно произвели парацетамол. загружает таблетки в течение 17 секунд, что значительно быстрее, чем современные методы, используемые для печати фармацевтических препаратов в рамках исследований и некоторых клинических условий.
Команда считает, что ее работа демонстрирует пригодность объемной 3D-печати для производства лекарственных препаратов с использованием аддитивного производства и потенциально может обеспечить быстрое производство лекарств и медицинских устройств по требованию в будущем.
Коммерциализация 3D-печатных лекарств
3D-печать предлагает ряд преимуществ для разработки клинических фармацевтических препаратов по сравнению с традиционными методами. Эта технология не только позволяет персонализировать лекарства в соответствии с потребностями отдельных пациентов, но также может ускорить сроки доставки лекарств и предоставить лекарства по требованию для тех, кто находится в больницах, аптеках и труднодоступных местах.
Хотя эти преимущества были широко продемонстрированы на уровне исследований в последние годы, клинический потенциал технологии еще предстоит реализовать. Компания FabRx является одним из пионеров в этой области, разработав собственный фармацевтический 3D-принтер M3DIMAKER, отвечающий требованиям GMP (надлежащей производственной практики), который в настоящее время доступен для исследовательских целей.
В прошлом компания FabRx использовала свои возможности фармацевтической 3D-печати для производства персонализированных лекарств для детей с редким нарушением обмена веществ, болезнью кленового сиропа (MSUD), а также для изготовления таблеток со шрифтом Брайля и лунными узорами на поверхности. для помощи в приеме лекарств для слабовидящих.
Недавно FabRx, UCL и USC работали вместе над 3D-печатью новых точечных пробок с лекарственными препаратами, предназначенных для лечения синдрома сухого глаза, и 3D-печатного устройства, способного удалять фармацевтические препараты из источников воды.
Помимо FabRx, есть несколько других компаний, которые предпринимают шаги по коммерциализации этой технологии. Фактически, Aprecia уже осознала коммерческий потенциал фармацевтических препаратов, напечатанных на 3D-принтере, получив одобрение FDA на свое лекарство от эпилепсии Spritam еще в 2015 году. С тех пор фирма сотрудничает с некоммерческой научно-исследовательской фирмой Battelle, чтобы увеличить объем производства и продвинуть свою систему 3D-печати ZipDose от клинических поставок до коммерческой продажи.
Тем временем глобальная фармацевтическая компания Merck вступила в совместный проект с компанией EOS Group AMCM по разработке и производству 3D-печатных таблеток, сначала для клинических испытаний, а затем для коммерческого производства.
Объемные планшеты для 3D-печати
Несмотря на прогресс в коммерциализации фармацевтических препаратов, напечатанных на 3D-принтере, все еще остаются проблемы, связанные с полным переносом технологии из лаборатории в клинику на местах. В частности, современные технологии 3D-печати еще не способны масштабироваться для производства миллиардов планшетов в год, необходимых для коммерческого производства, из-за проблем с пропускной способностью.
В своем последнем исследовании исследователи стремились преодолеть это конкретное препятствие, используя объемную 3D-печать, которая обеспечивает высокую скорость печати. В отличие от методов послойной фотополимеризации в ванне, при объемной печати вся 3D-геометрия отверждается одновременно в ванне со смолой с помощью света, что позволяет создавать целые объекты за один шаг.
Команда утверждает, что объемная печать впервые использовалась для производства таблеток, содержащих лекарство, и значительно сократила время, необходимое для производства таблеток, до нескольких секунд. Исследователи протестировали шесть различных составов смол, каждый из которых содержал парацетамол, сшивающий мономер и фотоинициатор, и смогли настроить скорость высвобождения лекарственного средства из печатных таблеток до желаемой скорости.
Объемный 3D-принтер, использованный для исследования, принадлежит FabRx и основан на цифровом световом проекторе, состоящем из цифрового зеркального устройства, источника УФ-излучения и УФ-оптических линз. Исследователи напечатали таблетки с парацетамолом, или «принтлеты», как их называет FabRx, в форме тора диаметром 11 мм и высотой 4 мм с отверстием диаметром 3 мм.
Команда решила напечатать таблетки в форме тора, поскольку геометрия обеспечивает большее отношение площади поверхности к объему по сравнению с диском и, следовательно, ускоряет скорость высвобождения лекарства. Восемь отпечатков были напечатаны последовательно для каждого состава смолы всего за 7-17 секунд, после чего они подверглись процессу постотверждения, при котором они были промыты изопропанолом и помещены в печь на один час при температуре 20°C.
По словам исследователей, этот метод является самым быстрым способом изготовления персонализированных таблеток с помощью 3D-печати, который был продемонстрирован до сих пор, и, следовательно, подтверждает пригодность объемной 3D-печати для производства лекарств на высоких скоростях.
В дальнейшем команда будет стремиться разработать систему для автоматической оптимизации параметров печати для различных светочувствительных смол, что может включать использование искусственного интеллекта (ИИ) для ускорения процесса разработки и прогнозирования печати. эффективность различных составов. Это также может позволить изготавливать более сложные геометрические формы для распространения применения объемной 3D-печати на другие медицинские устройства с лекарственными препаратами.
Хотя необходимы дальнейшие исследования для изучения биосовместимости светочувствительных смол, используемых в исследовании, команда считает, что объемная 3D-печать может «обеспечить благотворный цикл персонализированной медицины и обеспечить значительное улучшение результатов в отношении здоровья.”
Дополнительную информацию об исследовании можно найти в статье под названием «Объемная 3D-печать для быстрого производства лекарств», опубликованной в журнале Additive Manufacturing. Соавторами исследования являются Л. Родригес-Помбо, X. Сюй, А. Сейхо-Рабина, Дж. Онг, К. Альварес-Лоренцо, К. Риал, Д. Ньето, С. Гейсфорд, А. Басит и А. Гоянес.
