Druk 3D zapewni leki "uszyte" na miarę

Amerykańska Agencja Żywności i Leków (Food and Drug Administration, FDA) w ubiegłym roku po raz pierwszy wydała pozwolenie na dystrybucję leków przygotowanych w drukarce 3D. Pierwszym lekiem z drukarki jest Spritam - środek przeciw epilepsji. W USA zdiagnozowano prawie 3 mln przypadków zachorowań na epilepsję, z czego ok. 460 tys. wśród dzieci.

Lek został opracowany przez amerykańską firmę Aprecia Pharmaceuticals, założoną w 2003 r. Celem było wykorzystanie w produkcji leków zaawansowanego druku trójwymiarowego. Na zaakceptowanie pierwszego produktu czekano 12 lat. Przedstawiciele firmy twierdzą, że planują prace nad dalszymi lekami.

Aprecia wykorzystuje do produkcji leków platformę ZipDose, którą opatentowała już wcześniej. ZipDose nie różni się zbytnio od klasycznego druku 3D. Rozpuszczony materiał jest nanoszony warstwa po warstwie, dopóki nie powstanie pożądany przedmiot.

Do produkcji leku Spritam w drukarce umieszcza się substancję aktywną w postaci proszku. Każda pigułka powstaje warstwowo, bez wykorzystywania technik prasowania. Do połączenia poszczególnych warstw wykorzystywane są krople odpowiedniego płynu. W ten sposób powstaje porowata tabletka z dokładnie określoną ilością substancji leczniczej.

Za pomocą technologii ZipDose można wytwarzać leki z wyższą dawką substancji czynnej. Tabletka może zawierać aż 1000 mg leku. Równocześnie jest łatwiejsza w połykaniu, ponieważ bardzo szybko rozpuszcza się w kontakcie z płynem. W ten sposób łatwiej wprowadzić do organizmu większą dawkę leku niż w przypadku zwykłych tabletek.

Problem z połykaniem leków mają głównie dzieci i osoby starsze. Ostatnie badania amerykańskich naukowców skupiły się na osobach po 65. roku życia. Zadano im pytanie, czy mają problemy z połykaniem leków. Aż 15% odpowiedziało, że tak.

Nieodpowiednie dawkowanie leków na epilepsję powoduje zwiększenie prawdopodobieństwa ataku. Naukowcy zapytali 661 pacjentów cierpiących na epilepsję, jak często nie biorą zalecanej dawki leków. Aż 71% chorych przynajmniej raz w miesiącu nie przestrzegało odpowiedniego dawkowania. Prawie połowa z nich oświadczyła, że po pominięciu dawki doświadczyła ataku.

Badacze zakładają, że lek produkowany za pomocą nowej metody miałby zmniejszyć problemy z przełykaniem. Firma Aprecia twierdzi, że Spritam znajdzie się w sprzedaży w pierwszym kwartale 2016 r.

"Z doświadczenia wiem, że trudno dotrzymywać ścisłych zaleceń kuracji. Zwłaszcza dzieciom i osobom starszym, u których występują problemy z przełykaniem. W niektórych przypadkach podanie leku może być naprawdę problematyczne, co utrudnia leczenie" - mówi neurolog Marvin H. Rorick z Riverhills Neuroscience w Cincinnati, w stanie Ohio (USA).

Doktor Mohamed Albed Alhnan, wykładający farmację na University of Central Lancashire w Wielkiej Brytanii, podejrzewa, że leki wytwarzane za pomocą druku 3D spowodują  w przyszłości pojawienie się medycyny bardziej spersonalizowanej. Lekarz będzie mógł wypisywać leki na zamówienie, zgodnie z konkretnymi potrzebami pacjenta.

"Przez dziesiątki lat produkujemy leki w zakładach farmaceutycznych i dowozimy je do szpitali. Teraz po raz pierwszy możemy produkować leki dopasowane do pacjenta" - mówi dr Alhnan. Dawkowanie będzie można ustalić indywidualnie dla każdego pacjenta przed wydrukowaniem tabletki. Wszystko dzięki odpowiedniemu oprogramowaniu. Coś podobnego byłoby niewiarygodnie kosztowne bez drukarek 3D.

Ponieważ ceny drukarek 3D wciąż spadają, urządzenia te stają się coraz bardziej dostępne. Przynajmniej do użytku przemysłowego. Przydają się zwłaszcza przy tworzeniu projektów. Druk prototypów i modeli generuje największe zyski w tej dziedzinie. W przyszłości wraz ze spadkiem ceny poszerzą się możliwości ich wykorzystania, a drukarki 3D zaczną pojawiać się w domach.

Oprócz samej drukarki do trójwymiarowego druku potrzebny jest model, czyli projekt tego, co chcemy wydrukować. Można go kupić przez internet lub przygotować w odpowiednim programie komputerowym. Ostatnim składnikiem jest materiał, który stanowi podstawę końcowego produktu.

"Atrament" może zawierać plastik, żywicę, metal, proszek, ceramikę i wiele innych składników. Najtańszymi i najczęściej wykorzystywanymi materiałami są dziś plastiki. Sam proces przebiega podobnie jak w zwykłym druku. Roztopiony materiał jest wstrzykiwany przez dysze i tworzy pierwszą warstwę. Ponieważ powstaje obiekt 3D, na pierwszą warstwę nanoszone są kolejne. Druk trójwymiarowy może również znaleźć zastosowanie w muzeach, gdzie może służyć do odnawiania eksponatów. Druk 3D leci też w kosmos. NASA, a także prywatne firmy kosmiczne, pracują nad przesunięciem granic technologicznych o krok dalej. Druku trójwymiarowego używają już  na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.  Na pokładzie ISS znajduje się drukarka 3D, która umożliwia druk w stanie nieważkości. Tą metodą można tworzyć części zamienne skomplikowanych urządzeń i maszyn kosmicznych. Nie ma sensu wozić na misję kosmiczną wszystkich elementów, niezbędnych do funkcjonowania statku kosmicznego i bezpiecznego powrotu na Ziemię.

Chociaż FDA uchwaliła możliwość dystrybucji pierwszego leku, który powstał na drukarce 3D w ubiegłym roku, medycyna korzysta z tej pomocy już od kilku lat. Wykorzystuje ją do produkcji zindywidualizowanych środków medycznych, takich jak protezy czy aparaty słuchowe, które są przystosowane do wady słuchu pacjenta.

Rewolucyjna technologia pomaga również dentystom w umieszczaniu implantów w dokładnie określonych pozycjach w jamie ustnej. Z uzyskanych informacji,  za pomocą specjalnego oprogramowania, można wymodelować szablon. Wydrukowany szablon, który pokazuje wielkość, przekrój i pozycję implantu, jest umieszczany w jamie ustnej. Potem można już rozpocząć operację.

Z tytanowego proszku lekarze stworzyli  całą nową szczękę, którą następnie pomyślnie "zainstalowali" u pacjenta.