Den „Cocktail“ an verschreibungspflichtigen Medikamenten, den einige Menschen und viele Senioren täglich einnehmen müssen, führt oft zum Abweichen vor den Vorschriften. Die Vielzahl von Pillen in verschiedenen Größen und Farben, die zu unterschiedlichen Zeiten eingenommen werden müssen, kann Verwirrung stiften und den Patienten letztlich überfordern.

Forscher des Materials Research Institute, Athlone Institute of Technology (AIT), Athlone, Irland, haben ihre Expertise in den Bereichen Materialwissenschaft, additive Fertigung und Spritzgießen gebündelt, um eine mögliche Lösung anzubieten: personalisierte Medizin über einen 3D-Drucker in Ihrer Apotheke.

Ihr oberstes Ziel ist es, den Prozess so weit zu beschleunigen, dass Techniken der Massenproduktion angewendet werden können.

personalisierbare Medizin

Die Pharmokogenetik ermöglicht es Ärzten, das genetische Profil eines Patienten zu nutzen, um die Wirksamkeit von Medikamenten zu prognostizieren und die Dosierung zu steuern, wie eine Pressemitteilung auf der AIT-Website zeigt. Ausgehend davon entwickelte der PhD-Kandidat Evert Fuenmayor und der betreuende Professor Dr. Ian Major ein Konzept für anpassbare Tabletten, die Medikamente in den vorgeschriebenen Mengen und Bedingungen über einen längeren Zeitraum kombinieren und freisetzen. Die von ihnen im Laufe von drei Jahren perfektionierte 3D-Drucktechnik basiert auf spezifischen Polymeren und Druckparametern, um Wirkstoffe zu liefern. „Wir haben das Material gemischt und geschmolzen, Filamente darauf hergestellt und dem Drucker zugeführt“, erklärte Fuenmayor. „Je nachdem, welche Einstellungen wir gewählt haben, können wir ganz unterschiedliche Wirkstoffprofile erstellen. Mit nur zwei Klicks konnte ich eine Tablette herstellen, die drei Tage im Körper oder sechs Stunden dauern konnte, je nach Bedrüfnisse des Patienten.“

Der nächste Schritt des Forschungsprojekts konzentrierte sich auf die Entwicklung von zweilagigen Tabletten für die Verabreichung mehrerer Medikamente. Sie verwendeten klinisch relevante Medikamente wie Lovastatin und Hydrochlorothiazid, die typischerweise ine Kombination von Erkrankungen steuern, bei denen sich der Patient nicht unbedingt „fühlt (d.h. dass es nicht vergleichbar ist mit einer Grippe mit Kopfschmerzen und anderen Symptomen)“ erklärte Fuenmayor. „Die Realität mit Schlaganfällen, Herzerkrankungen und Herzinsuffizient ist, dass sie einfach passieren.“ Und da sich der Patient im Moment vielleicht gut fühlt, ist die Versuchung groß, die Einnahme des Medikaments einzustellen.

Die Schlüsseltechnologie für diese Form der personalisierten Medikamente ist der 3D-Druck, so Fuenmayor. Er sieht den Einsatz in Apotheken, wo „Apotheker das Arzneimittelprofil nach den individuellen Bedürfnissen eines Patienten hin und wieder zusammenstellen können“. Mit den richtigen arzneimittelhaltigen Polymeren auf Lager und einem kleinen 3D-Drucker können sie Ihre Tabletten in der eigentlichen Apotheke selbst drucken.“ Es gibt jedoch einen Nachteil und das ist die Zeit, die es braucht, um die Medikamente zu drucken – etwa vier Stunden, um eine Charge von 30 Pillen zu drucken, sagte Fuenmayor. Im Vergleich dazu können „traditionelle Produktionsmethoden Tausende von Tabletten pro Stunde auf einer Tablettiermaschine produzieren“. Das hat die Forscher in die nächste Phase ihres Projekts geführt.

Sie haben sich für einen Mass-Customization-Ansatz entschieden. Ein hochvolumiges Verfahren, das Spritzgießen und 3D-Druck kombiniert, um kundenspezifische Tabletten mit einer deutlich höheren Produktionsrate herzustellen, so die Pressemitteilung. „Wir haben die Schmelzfilamentherstellung mit Spritzgießen erstmals erfolgreich in einem mehrstufigen Herstellungsprozess zur Herstellung von kundenspezifischen Doppelschichttabletten mit zwei Wirkstoffen integriert“, schreiben Fuenmayor und Co-Autoren in einem im International Journal of Pharmaceutics veröffentlichten Beitrag.

Während sich die Forschung noch in einem frühen Stadium befindet, hat sich diese Arbeit als vielversprechend erwiesen, da sie in der Lage ist, personalisierte Tabletten herzustellen, die nach Ansicht der Forscher eine revolutionäre, maßgeschneiderte personalisierte Medizin ermöglichen werden.

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