AIT kombiniert 3D-Druck und Spritzguss, um das Schlucken von Medikamenten zu erleichtern

Forscher haben lange vermutet, dass die gleichzeitige Verschreibung von Medikamenten, auch Polypharmazie genannt, eine der Hauptursachen für die Nichteinhaltung von Therapien bei Patienten ist. Für viele kann es verwirrend und überwältigend sein, sich daran zu erinnern, einen Cocktail aus Medikamenten in verschiedenen Größen, Farben und Zusammenhängen einzunehmen, was letztendlich zu einer schlechteren Lebensqualität und einer geschätzten Compliance-Quote zwischen 50 und 70% führt. Bei richtiger Verschreibung, Dosierung und Anwendung können die Vorteile der Polypharmazie jedoch den Kosten bei weitem überwiegen, was unter anderem zu einer erhöhten Lebenserwartung führt.

Der Doktorand Evert Fuenmayor und sein Vorgesetzter Dr. Ian Major haben einen Entwurf für anpassbare Tabletten entwickelt, mit dem Arzneimittel über einen längeren Zeitraum in den richtigen Mengen und Bedingungen kombiniert und freigesetzt werden können.

Diese Technologie zur Medikamentenabgabe, die oral eingenommen wird, kann auf die spezifischen Bedürfnisse des Patienten zugeschnitten werden, die durch sein genetisches Profil bestimmt werden.

Das Duo fragte sich zunächst, ob biokompatible, biologisch abbaubare Polymere im 3D-Druck geeignete Vehikel für eine anpassbare Wirkstoffabgabe sind. Zu der Zeit verwendeten die Forscher es für Dinge wie Rapid Prototyping und Teilefertigung, nicht für die Arzneimittelabgabe. “Als wir mit dieser Forschung begannen, war die Idee, dass 3D-Druck mit Polymer verwendet werden kann, um Medikamente an den Körper abzugeben, wirklich neu – niemand tat dies”, sagte der 29-jährige Venezolaner. “Wir haben es geschafft, hochgradig personalisierte, anpassungsfähige Gesundheitstechnologien zu schaffen.”

Es dauerte drei Jahre, bis Evert die 3D-Drucktechnologie für Tabletten perfektioniert hatte, die sich auf bestimmte Polymere und Druckparameter stützt, um Wirkstoffe zu liefern, und die Grundlage für seine ersten beiden Doktorarbeiten bildete.

In der nächsten Phase der Forschung, die sich auf die Entwicklung von Zweischichttabletten für die Abgabe mehrerer Arzneimittel konzentrierte, experimentierten sie mit klinisch relevanteren Arzneimitteln wie Lovastatin und Hydrochlorothiazid. Zusammengenommen werden diese Medikamente für das metabolische Syndrom verschrieben, bei dem es sich um eine Zusammenlegung von Krankheiten handelt, die im Laufe des Lebens auftreten können, und die Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Bluthochdruck, Cholesterin und Flüssigkeitsretention kombiniert.

Der 3D-Druck ist eine Schlüsseltechnologie für diese neue Grenze der personalisierten Medizin und ermöglicht die einfache und kostengünstige Herstellung von Tabletten, die auf einzelne Patienten oder Bevölkerungsuntergruppen zugeschnitten sind. So aufregend diese neue Technologie auch ist: „Das Drucken einer Charge von 30 Tablets auf einem Desktop-Drucker dauert ungefähr vier Stunden“, betonte Dr. Major und fügte hinzu: „Während traditionelle Produktionsmethoden auf einer Tablettiermaschine Tausende von Tabletten pro Stunde herstellen kann.“

Um dieses Problem zu lösen, haben die Forscher einen Massenanpassungsansatz gewählt, der ein Massenverfahren und Spritzgießen mit 3D-Druck kombiniert, um maßgeschneiderte Tabletten mit einer signifikant höheren Produktionsrate herzustellen. Noch in einem frühen Stadium hat diese Arbeit ein beträchtliches Potenzial für die Herstellung anpassbarer Tabletten gezeigt, die eine revolutionäre, auf Bestellung hergestellte, personalisierte Gesundheitsversorgung ermöglichen.