Stampanti 3D, una strada per i farmaci personalizzati

Stampanti 3D, una strada per i farmaci personalizzati

Pastiglie di forme differenti potrebbero avere diverse dinamiche di rilascio del principio attivo del farmaco: le tecniche di stampa 3D possono consentire una produzione pratica e veloce di pillole dalla forma non comune

di Andrea Bai pubblicata il , alle 13:31 nel canale Scienza e tecnologia
 

Parlando della stampa 3D si è più volte osservato come questa nuova tecnologia rappresenti una svolta imporante nel mondo medicale, grazie alla possibilità di realizzare protesi ed impianti in maniera più semplice ed economica di quanto possibile con le tecniche tradizionali. Ma le potenzialità della stampa 3D per la salute dell'individuo potrebbero andare oltre la produzione di protesi: un altro settore che stampa 3D potrebbe rivoluzionare è infatti il mondo farmaceutico.

Nella produzione dei farmaci si è seguito per anni un approccio "universalistico" mentre il futuro della medicina si sta spostando maggiormente sulla personalizzazione delle cure invece che sulla produzione di massa. Per poter arrivare in maniera efficace a questo traguardo sarà opportuno individuare un modo che consenta di personalizzare le cure in maniera rapida e precisa.

Partendo dal presupposto che le dimensioni e la forma di una pillosa possono incidere in maniera significativa sull'effetto che il farmaco ha sul corpo umano, un gruppo di ricercatori della UCL School of Pharmacy, University College London, e di FabRX, ha pubblicato recentemente i risultati di una ricerca titolata "Effect of Geometry on Drug Release From 3D Printed Tablets" nella quale viene dettagliato come un metodo di estrusione a caldo possa essere sfruttato per produrre pillole e pastiglie dalle forme particolari, altrimenti difficili da realizzare.

"Il futuro della progettazione e produzione di farmaci si sposterà dalla produzione di massa di tavolette e capsule di dose limitata verso la produzione estemporanea di unità di qualsiasi dosaggio, personalizzato sul paziente. I fattori che orientano questo cambiamento includono lo sviluppo di farmaci a basso dosaggio con indice terapeutico ridotto (per esempio immunosoppressori o anticoagulanti), la crescente consapevolezza ed importanza della farmacogenomica (per esempio nella sensibilità del paziente al farmaco nelle terapie contro i tumori) e nella necessità di formulare miscele di farmaci. Per affrontare questa sfida l'industria farmaceutica ha bisogno di valutare e adottare nuove tecniche di produzione. Una tecnologia con questo potenziale è la stampa 3D" scrivono i ricercatori nella pubblicazione.

I ricercatori hanno usato un filamento di PVA solubile in acqua che è stato poi segmentato in piccoli frammenti da 2mm di lunghezza. Il PVA è stato quindi miscelato con del paracetamolo e la miscela è stata processata a 180°C usando un estrusore Filabot. In questo modo è stato possibile ottenere un filamento per stampanti 3D infuso di farmaco. I ricercatori hanno quindi utilizzato AutoCAD 2014 per disegnare una serie di solidi geometrici e hanno esportato i progetti in file STL che sono stati stampati con una MakerBot Replicator 2X.

"La dimensione delle forme è stata variata utilizzando le apposite funzioni del software così da fabbricare tre serie di pastiglie di diversa forma ma con, in un caso, area di superficie costante, in un altro rapporto superficie/volume di 1:1 e nell'altro peso di 500mg. In tutti i casi il rapporto di lunghezza, altezza e larghezza di ciascuna forma è stato mantenuto costante". Sono state cinque le forme stampate dai ricercatori: cubo, piramide, cilindro, sfera e toro.

Dopo aver dimostrato la possibilità di realizzare queste forme in maniera piuttosto precisa tramite la stampa 3D, i ricercatori si sono concentrati sul trovare correlazioni tra le forme delle pastiglie e le dinamiche di rilascio del farmaco. I ricercatori hanno osservato in particolare che a parità di area di superficie il tasso di rilascio è più rapido nella piramide, seguita dal toro, dal cubo, dalla sfera e dal cilindro. Questo ordine è direttamente legato al rapporto di area di superficie/volume, con la piramide che ha il valore maggiore ed il cilindro il minore.

"Le dinamiche di rilascio del farmaco dalle pastiglie mostrano che non vi è nessuna dipendenza dall'area di superficie, ma piuttosto dal rapporto superficie/volume indicando l'influenza che la forma geometrica ha sul profilo di rilascio del farmaco. Le pastiglie di massa simile mostrano invece poche differenze nei profili di rilascio". I ricercatori osservano come la capacità di fabbricare pillole in varie forme e dimensioni grazie alle stampanti 3D potrebbe giocare un ruolo chiave nel futuro della personalizzazione delle cure. Due pazienti diversi a cui deve essere somministrato lo stesso farmaco potrebbero rispondere alle cure in maniera differente a seconda del rilascio del principio attivo: ad essi potrebbero quindi essere prescritte pastiglie di diversa forma oppure direttamente un filamento farmaceutico da usare per stampare in casa la propria pastiglia personalizzata.

8 Commenti
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LASCO12 Maggio 2015, 14:33 #1
dando un'occhiata alle figure mi pare che nell'articolo scrivano le cose in modo fuorviante.

"Drug release from the tablets was not dependent on the surface area but instead on surface area to volume ratio".

Il confronto sensato tra i 5 solidi mi pare che si debba fare a peso costante, ovvero a volume costante considerando che la densità dovrebbe rimanere circa costante (anche perché nelle ordinate graficano la percentuale di medicina rilasciata).

Quindi in tal caso se il rate di assorbimento dipende dal surface area to volume ratio, allora dipende semplicemente dalla surface, il ché mi pare abbastanza ovvio se si trascurano effetti dinamici e si considerano solo effetti geometrici (basta chiedersi: quale sostanza viene assorbita prima, un foglio o una palla dello stesso peso?).
Ma dalla Fig.7 pare che ci sia anche qualche effetto dipendente dalla curvatura dei solidi.
Hellraiser8312 Maggio 2015, 17:00 #2
MDMA?
TheQ.12 Maggio 2015, 17:06 #3
Originariamente inviato da: Hellraiser83
MDMA?


e secondo te aspettano la fine della stampa o si fanno direttamente la cartuccia?
Hellraiser8312 Maggio 2015, 17:52 #4
Originariamente inviato da: TheQ.
e secondo te aspettano la fine della stampa o si fanno direttamente la cartuccia?


Io dicevo seriamente. Sicuramente le useranno in questo campo
globi13 Maggio 2015, 00:38 #5
Già prevedo gente che si stampa pillole di Ecstasy e Viagra a casa.
TheQ.13 Maggio 2015, 19:06 #6
Ma la stampante è ad aghi?
perchè così si amplia il campo di droghe

Boh la stampa della forma credo interessi poco al drogato di turno, come anche le pillole per i malati, in genere con taglie di peso e nessuna valenza per la forma che è indifferente. Non ho mai visto un medico prescrivere pastiglie di tot grammi con forma a spirale perchè più adatte che a pallina od ovale.

Invece diverso sarebbe il caso delle droghe sintetiche se dati "colori diversi" mescolando diverse sostanze producesse la droga sintetica con la stampa.
In questo caso magari i componenti singolarmente di ricarica delle cartucce potrebbero essere spediti regolarmente ed uno stampandosi in casa la droga aggirerebbe i controlli che vertono più ad individuare alla frontiera le pillole preconfezionate.
mail9000it14 Maggio 2015, 09:34 #7

.

Rilevo alcuni errori basilari nel tuo intervento.

Originariamente inviato da: TheQ.
Non ho mai visto un medico prescrivere pastiglie di tot grammi con forma a spirale perchè più adatte che a pallina od ovale.

Questo perchè, ad oggi non esistono pastiglie a forma di spirale.
Domani, con questa tecnologia, forse i medici avranno questa scelta e quindi potranno prescrivere pastiglie con varie forme.

Resta da capirne l'effettiva utilità e come un anziano potrà spiegare all'ospedale quali farmaci prende. Attualmente descrivendo il colore e la forma della pastiglia è possibile (per un medico) capire quale farmaco e in quale dosaggio sta prendendo il paziente.

Originariamente inviato da: TheQ.
In questo caso magari i componenti singolarmente di ricarica delle cartucce potrebbero essere spediti regolarmente ed uno stampandosi in casa la droga aggirerebbe i controlli che vertono più ad individuare alla frontiera le pillole preconfezionate.


Questa è proprio una fesseria. Secondo te un cane antidroga fiuta l'eroina solo se è sotto forma di pastiglie ? I controlli cercano il principio attivo e non la forma. Se tu vuoi farti una pastiglia di droga con la tua stampante 3D devi comunque ricevere in qualche modo il principio attivo.
TheQ.14 Maggio 2015, 10:20 #8
Originariamente inviato da: mail9000it
Rilevo alcuni errori basilari nel tuo intervento.


Questo perchè, ad oggi non esistono pastiglie a forma di spirale.
Domani, con questa tecnologia, forse i medici avranno questa scelta e quindi potranno prescrivere pastiglie con varie forme.

Resta da capirne l'effettiva utilità e come un anziano potrà spiegare all'ospedale quali farmaci prende. Attualmente descrivendo il colore e la forma della pastiglia è possibile (per un medico) capire quale farmaco e in quale dosaggio sta prendendo il paziente.

ma looool
Ho messo spirale perchè:
1) la stampante 3D fin'ora è stata utilizzata con materiali classici per fare forme inconsuete. Va da se che una pastiglia a spirale è pericolosissima, perchè potrebbe fare danni all'esofago o bloccarsi per la forma.
Già questo riduce di molto il pregio della stampante che è creare forme e volute particolari.
2) attualmente non vi sono prescrizioni sulla velocità di assunzione di un farmaco, cosa che può essere comunque fatta creando più sferette più piccole aumentando la superficie specifica.
Di fatto stiamo dicendo le stesse cose.


Originariamente inviato da: mail9000it
Questa è proprio una fesseria. Secondo te un cane antidroga fiuta l'eroina solo se è sotto forma di pastiglie ? I controlli cercano il principio attivo e non la forma. Se tu vuoi farti una pastiglia di droga con la tua stampante 3D devi comunque ricevere in qualche modo il principio attivo.

1) il principio attivo è la sostanza psicotropica
2) non ho parlato di eroina, ma di droghe sintetiche
3) se io ho A+B=C, dove C è droga e A e B sono due composti che vengono fatti reagire per creare la droga sintetica, non c'è alcuna garanzia che A e B abbiano lo stesso odore di C.
Alcune droghe sintetiche vengono fatte con prodotti farmaceutici, proprio come alcuni esplosivi vengono fatti per fertilizzante per i campi.

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