Εκτυπωμένα φάρμακα 3D σε χρόνο ρεκόρ

Χρησιμοποιώντας φωτοπολυμερισμό Βρετανοί ερευνητές κατάφεραν να μειώσουν τον χρόνο που απαιτείται για την τρισδιάστατη εκτύπωση ορισμένων φαρμάκων από λεπτά σε δευτερόλεπτα

Η παραγωγή φαρμάκων με ρυθμό που ανταποκρίνεται στη ζήτηση παραμένει μια σημαντική πρόκληση για τη φαρμακευτική βιομηχανία και η 3D εκτύπωση φαρμάκων θα μπορούσε να δώσει μια λύση, καθώς έχει τη δυναμική να φέρει την επανάσταση στην αγορά.

Μια ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον δρα. Alvaro Goyanes από το University College του Λονδίνου πειραματίζονται τώρα με μια μέθοδο τρισδιάστατης εκτύπωσης φαρμάκων και έχουν καταφέρει να μειώσουν τον χρόνο που απαιτείται για την παραγωγή ορισμένων εξ’αυτών από τα 3-4 λεπτά σε μερικά δευτερόλεπτα. Μάλιστα, ο Goyanes θεωρεί  ότι μπορούν τελικά να τον μειώσουν και στο ένα δευτερόλεπτο.

Η μέθοδος που χρησιμοποιεί η ομάδα ονομάζεται φωτοπολυμερισμός δεξαμενής και περιλαμβάνει την εκτύπωση ενός ολόκληρου δισκίου με έκδοχα και δραστική ουσία ταυτόχρονα. Αντίθετα, άλλες προσεγγίσεις της 3D εκτύπωσης παράγουν συστατικά των δισκίων ξεχωριστά π.χ. με διαφορετική εκτύπωση για τα έκδοχα και με διαφορετική για την δραστική ουσία, τα οποία αναμιγνύονται σε νέα 3D εκτύπωση για την παραγωγή του τελικού δισκίου.

Η τεχνική περιλαμβάνει ένα λέιζερ που έρχεται σε επαφή με ένα διάλυμα και το μετατρέπει σε στερεό. Αυτό δημιουργεί διαστρωμάτωση των υλικών σταδιακά, ενώ δέσμες φωτός προσπίπτουν στο διάλυμα και μετατρέπουν την ρητινώδη ουσία από υγρή σε στερεή μέσω του πολυμερισμού. Η εφαρμογή επίσης συστήματος με καθρέφτη καθιστά δυνατή την δημιουργία πολύπλοκων δομών.

Πέρα από τη δυνατότητα αύξησης του ρυθμού παραγωγής, ένα άλλο πλεονέκτημα της τρισδιάστατης εκτύπωσης είναι η δυνατότητα παραγωγής εξατομικευμένων φαρμάκων, τα οποία θα μπορούσαν να έχουν μεγάλα οφέλη για την υγεία των ασθενών. «Έως και το 70% των φαρμάκων που χορηγούνται επί του παρόντος σε ασθενείς δεν είναι τόσο αποτελεσματικά όσο θα μπορούσαν να είναι, γιατί σε μεγάλο βαθμό δεν τους χορηγούνται οι βέλτιστες δόσεις», σχολιάζει ο Goyanes. Εάν η δόση είναι πολύ υψηλή, οι ασθενείς μπορεί να υποστούν δυσάρεστες παρενέργειες, ενώ η πολύ χαμηλή δόση μπορεί να μην παραγάγει το επιθυμητό όφελος για την υγεία τους.

Σε σύγκριση με την συμβατική παραγωγή φαρμάκων, τα τρισδιάστατα εκτυπωμένα φάρμακα μπορούν να προσαρμοστούν με μέθοδο που ελέγχει ταυτόχρονα τη συγκέντρωση και την αποδέσμευση της δραστικής ουσίας. Τα τρισδιάστατα εκτυπωμένα φάρμακα θα μπορούσαν να επιτρέψουν την ανάπτυξη θεραπευτικών προϊόντων βραδείας ή ταχείας αποδέσμευσης ή συνδυασμού και των δύο μηχανισμών αποδέσμευσης της δραστικής ουσίας, που θα επέτρεπε τη μεγιστοποίηση του θεραπευτικού της αποτελέσματος. Η ομάδα έχει ήδη ολοκληρώσει με επιτυχία τη δημιουργία ενός θεραπευτικού προϊόντος με ελεγχόμενη αποδέσμευση της δραστικής ουσίας βαρφαρίνη από το φάρμακο.

Χρησιμοποιώντας την τρισδιάστατη εκτύπωση, μπορεί επίσης να καταστεί δυνατή η δημιουργία φαρμάκου που περιέχει πολλές δραστικές ουσίες σε ένα μόνο δισκίο. Αυτό θα ήταν ιδιαίτερα χρήσιμο για ηλικιωμένους άνω των 65 ετών, όπου σχεδόν οι μισοί  λαμβάνουν πολλές και διαφορετικές θεραπείες.

Η φαρμακευτική βιομηχανία έχει αναγνωρίσει τις δυνατότητες της τρισδιάστατης εκτύπωσης, γι’ αυτό και τα φάρμακα που παράγονται με αυτή τη μέθοδο ήδη κυκλοφορούν ή έχουν ξεκινήσει κλινικές δοκιμές, όπως για παράδειγμα, αυτές που βρίσκονται σε εξέλιξη στο Ινστιτούτο Gustave Roussy, στο Παρίσι και στο Great Ormond Street Hospital for Children, στο Λονδίνο. Εκεί ερευνητές δοκιμάζουν την αποτελεσματικότητα 3D εκτυπωμένων φαρμάκων στην αντιμετώπιση παθήσεων από το σύνδρομο εύθραυστου Χ χρωμοσώματος (της πιο συχνής γενετικά κληρονομούμενης μορφής νοητικής υστέρησης) έως τον καρκίνο. Μάλιστα, σκοπεύουν να ξεκινήσουν σύντομα μια κλινική δοκιμή διάρκειας ενός έτους στην οποία θα συμμετέχουν πάνω από 300 ασθενείς με καρκίνο του μαστού στους οποίους θα χορηγηθεί 3D εκτυπωμένη φαρμακευτική αγωγή προσαρμοσμένης δόσης για να ελεγχθεί εάν μειώνει τις ανεπιθύμητες παρενέργειες του φαρμάκου σε σύγκριση με μια ομάδα ελέγχου.

Εάν αυτές οι δοκιμές είναι επιτυχείς, η χρήση της τρισδιάστατης εκτύπωσης θα μπορούσε κάλλιστα να οδηγήσει σε κάτι που δικαιολογημένα μπορεί να χαρακτηριστεί ως επανάσταση στην παραγωγή φαρμάκων. Όχι μόνο τα φάρμακα θα παράγονται με πολύ ταχύτερους ρυθμούς, συμβάλλοντας στη μείωση των τιμών τους, αλλά και θα προσαρμόζονται έτσι ώστε να έχουν αποτελεσματική δράση στον ανθρώπινο οργανισμό.

Ο Goyanes λέει ότι οι εκτυπωτές που έχει αναπτύξει η ομάδα του κοστίζουν περίπου το ίδιο με τον εξοπλισμό που χρησιμοποιείται από τη φαρμακευτική βιομηχανία, πράγμα που σημαίνει ότι το κόστος δεν είναι αποτρεπτικός παράγοντας για την εφαρμογή της εν λόγω τεχνολογίας.

Οι ερευνητές εκτιμούν ότι στην καλύτερη περίπτωση, θα μπορούσαμε να αρχίσουμε να βλέπουμε την ευρεία χρήση 3D εκτυπωμένων φαρμάκων από τις δημόσιες και ιδιωτικές υπηρεσίες υγείας μέσα στα επόμενα τρία έως πέντε χρόνια.