Являются ли 3D-печатные лекарства будущим персонализированной медицины?



Персонализированная медицина подбирает лечение с учетом индивидуальных особенностей каждого пациента. Одной из технологий, позволяющих производить индивидуальные процедуры, является аддитивное производство. В медицинском секторе технологии 3D-печати уже используются для создания протезов на заказ, имплантатов и других медицинских устройств. Эта технология даже используется для разработки 3D биопечатных органов. Другим способом, которым мы можем адаптировать лечение к пациентам, является разработка персонализированных лекарств. Препараты для 3D-печати были разработаны для адаптации к потребностям каждого пациента и могли бы радикально изменить лечение в долгосрочной перспективе. Сегодня мы исследуем различные технологии 3D-печати, используемые для создания 3D-печатной медицины. Каковы текущие методы? Какие выгоды они приносят? И, конечно же, как они повлияют на фармацевтическую отрасль?

В настоящее время миллионы людей регулярно пользуются лекарствами, отпускаемыми по рецепту, для лечения различных заболеваний. Одна проблема заключается в том, что из-за массового производства однородных таблеток мы часто потребляем дозы выше рекомендуемых. По словам генерального директора Multiply Labs - производителя фармацевтической линии для создания таблеток для 3D-печати - Фреда Паретти: « В настоящее время лекарства разрабатываются специально для белых взрослых мужчин, что означает, что все женщины и дети имеют чрезмерный рецепт для своего тела. Этот факт подчеркивает важность появления персонализированных лекарств, а также подчеркивает индивидуальность каждого пациента. Так как ошибка в дозировке некоторых активных ингредиентов может даже привести к сбоям в работе некоторых препаратов ».

 

С 2018 года рынок 3D-печатных лекарств имеет темп роста 7% | Источник: отраслевая статистика

 

Глядя на разработки 3D-препаратов в последние несколько лет, мы видим обнадеживающее будущее. За последние два года на рынке наблюдался значительный рост: с 2018 года его годовой темп составил 7%, и ожидается, что в 2025 году он достигнет 437 миллионов долларов (согласно исследовательского отчета Industry Stats Report). Страна, на которую приходится наибольший рост, - это США с долей 39,75% от общего дохода. Это связано с тем, что крупные фармацевтические компании страны делают больше ставок на исследования и разработки в области технологий 3D-печати. 

 

Когда были разработаны 3D печатные препараты?

В 2015 году был выпущен первый 3D-печатный препарат. Spritam – таблетка, созданная по технологии порошкового слоя, была разработана для лечения эпилепсии. Это был также первый препарат, одобренный FDA. Разработанная Aprecia Pharmaceuticals, Spritam открыла двери для индивидуальных таблеток, что позволило проводить лечение различными дозами для каждого пациента. Сегодня Aprecia стала одним из ключевых игроков в этой отрасли и продолжает выпускать этот препарат с помощью запатентованной технологии ZipDose®. Их технология позволяет лекарствам растворяться в считанные секунды, что является большим преимуществом для людей, страдающих эпилепсией, или для пациентов, у которых возникают проблемы с глотанием.

В 2015 году была выпущена первая таблетка для 3D-печати: Spritam | Источник: Ценит Фармацевтические препараты

 

В том же году, когда появился Spritam, доктор Мартин Берк из Медицинского института Говарда Хьюза и его команда исследователей разработали 3D-принтер для производства лекарств через блоки молекул. Заметив, что в случае малых молекул есть некоторые структуры (группы атомов), которые повторяются, они выделили сотни таких шаблонов и создали 3D-принтер, способный собирать их для создания желаемой молекулы, что и позволяет разрабатывать индивидуальные таблетки.

Еще одним важным открытием, появившимся в первые годы разработки 3D-печатных лекарств, было исследование Национального университета Сингапура (NUS), показавшее, что несколько лекарств могут быть напечатаны в одной таблетке. Кроме того, исследование показало, что было возможно запланировать выпуск каждого вещества в таблетке. В 2016 году Multiply Labs представила эту идею на рынке, запустив свой стартап. Сегодня компания производит фармацевтические нити, которые позволяют запрограммировать высвобождение лекарств в таблетках с 3D-печатью. Фред Паретти сказал нам: «В Multiply Labs мы применяем 3D-печать для изготовления капсулы или контейнера с лекарством. Это не обычная капсула, внутри этой оболочки, выполненной 3D-печатью у нас фактически есть отдельные отсеки. И каждая часть капсулы может освобождать лекарство в разное время. «Несмотря на то, что компания не занимается печатью активных веществ, ее таблетки с 3D-печатью могут стать решением для крупных фармацевтических компаний, что позволит им принимать только одну таблетку в день для пациентов, которым необходимо несколько препаратов.

 

Multiply Labs производит таблетки и крышки для 3D-печати | Источник: Multiply Labs

 

Современные технологии на рынке

С момента появления первого 3D-печатного препарата в 2015 году развитие технологий его изготовления расширяется. Чтобы определить эти методы, мы обратились в FabRx , «Отделение фармацевтической биотехнологии Лондонского университетского колледжа (UCL)», которое специализируется на 3D-печати пероральных лекарственных форм, то есть на создании лекарств с помощью аддитивного производства. «Патрисия Янускайте, старший научный сотрудник фармацевтической компании, рассказала нам.

 

Плавленое моделирование осаждения (FDM)

FDM / FFF метод является одним из наиболее распространенных в 3D печати. Нити, загруженные лекарствами, можно использовать для изготовления таблеток. Одной из больших проблем при использовании этого метода является регулирование температуры экструзии, чтобы это не влияло на активные ингредиенты каждой таблетки. «Моделирование расплавленного осаждения (FDM) способно составлять комбинации из нескольких лекарств (полипов), а также таблеток с замедленным или отсроченным высвобождением», - объясняет Патриция Янускайте.

В дополнение к загрузке нитей лекарственными средствами, существует также возможность использования фармацевтических нитей, которые не влияют на содержащиеся в них лекарственные средства, как в случае Multiply Labs. « Мы можем напечатать 3D-упаковку / таблетку с очень тонкой стенкой, которая может высвободить продукт, примерно через 30 минут, а затем добавить еще одну стенку, которая может высвободить другое лекарство через 2 часа; все в одной капсуле с двумя отсеками, которые позволяют запрограммировать выпуск », комментирует Фред.

 

Прямая порошковая экструзия

Этот метод похож на тот, который использовался для разработки первого 3D-печатного препарата: ZipDose®. Прямая экструзия порошка была запатентована FabRx. Он включает экструзию порошкообразного материала (смесь активных ингредиентов и наполнителей) через сопло с использованием уникального шнекового экструдера. По данным британской фармацевтической компании, этот тип лекарств позволяет дозирование с замедленным или отсроченным высвобождением.

 

Стереолитография (SLA)

Стереолитография или SLA использует фотополимеры для отверждения смол или жидких материалов. В случае этой технологии лекарства могут быть включены в полимерную сеть для производства таблеток с активными ингредиентами или для разработки медицинских устройств с замедленным высвобождением. Эта технология лучше всего позволяет комбинировать различные лекарства в одном 3D-контейнере.

 

Селективное лазерное спекание (SLS)

Производство таблетки 3D с технологией SLS относится к смеси активных ингредиентов с некоторыми сополимерами. Слияние этих порошков достигается с помощью лазера. Использование этой методики позволяет создавать лекарственные средства с несколькими характеристиками: они могут переходить от лекарственных форм с контролируемым высвобождением к ородисперсным.

 

Таблетки, созданные по технологии SLS | Источник: Sintratec

 

Струйная печать

Хотя эта техника напоминает методы 2D-печати, на самом деле она ближе к технологии Binder Jetting . В случае изготовления лекарственного средства комбинации активных ингредиентов, наполнителей или чернил распыляются через сопло, которое создает структуры слой за слоем. Они затвердевают с помощью порошкового субстрата, который затем распыляется.

В дополнение к вышеупомянутым методикам существуют вариации на некоторые из них, и многие фармацевтические компании разрабатывают свои собственные технологии или улучшают существующие.

 

Что ждет в будущем производство 3D-препаратов?

Хотя мы можем считать, что мы все еще находимся на ранних этапах разработки 3D-печатных лекарств и официального появления персонализированной медицины, мы не можем отрицать, что этот сектор растет. Опрошенные компании согласны с тем, что мы увидим изменения в нашем потреблении лекарств в течение следующего десятилетия, если этот сектор продолжит расти, как и в последние два года.

В дополнение к скорости развития, мы не должны забывать о важности подчинения этих новинок правилам, необходимым для сектора, подобного медицинскому. Как и с появлением многих новых технологий, неправильное использование печатной формы на лекарствах может причинить вред многим пациентам и даже позволить адаптировать эти методы для включения других веществ, вредных для здоровья.

 

Мы знаем, что будущее 3D-печатных лекарств, несомненно, является многообещающим и изменит ход сегодняшнего лечения: « Через десять лет ни один пациент не согласится принять то же самое, что и другой миллион людей. И ни один врач не назначит одно и то же для двух пациентов », - заключает Фред Паретти из Multiply Labs.

 

Источник

 

Теги: 

3D-биопечатные органы, создание 3D-печатной медицины, технологии 3D-печати, 3D-печатные лекарства, 3D-принтер для производства лекарств через блоки молекул, Multiply Labs, FDM / FFF метод

 

Внимание!
Принимаем к размещению новости, статьи или пресс-релизы
со ссылками и изображениями. info@additiv-tech.ru