3D-Druck: Pillen nach Hausmacherart

21. August 2015
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One size fits all – nur nicht bei Arzneimitteln. Mit innovativen Drucktechniken ist es Forschern gelungen, Tabletten nach Maß herzustellen. Stehen entsprechende Geräte bald bei Patienten im Wohnzimmer, um Präparate nach elektronischer Verordnung zu produzieren?

Über Rezepturen freut sich kaum eine öffentliche Apotheke – gelten Arbeiten im Labor betriebswirtschaftlich doch als hoch defizitär. Apotheker oder PTA verdünnen oft genug nur Wirkstoffe, da es keine passende Dosierung bei pharmazeutischen Herstellern gibt. Genau hier setzen Unternehmen mit innovativen Drucktechniken an.

Schnell geschluckt

Forscher am Massachusetts Institute of Technology (MIT) experimentieren seit den späten 1980er-Jahren mit dreidimensionalen Drucktechniken. Dieses Wissen hat sich Aprecia Pharmaceuticals zu Nutze gemacht und speziell für pharmazeutische Anwendungen ein innovatives Verfahren entwickelt. Bei der ZipDose®-Technologie trägt ein 3D-Drucker wirkstoffhaltige Pulverschichten nacheinander auf. Jede Lage wird mit einer wässrigen Lösung an die nächste geklebt. So entstehen poröse Tabletten mit bis zu 1.000 Milligramm eines Wirkstoffs pro Stück. Beim Herstellungsprozess selbst lässt sich die Dosis patientenindividuell steuern. Entsprechende Pillen lösen sich schnell in Wasser – der Hersteller spricht von weniger als zehn Sekunden – und können mit wenig Flüssigkeit eingenommen werden: ideal für Patienten mit Schluckstörungen oder für Kinder. Bei pädiatrischen Anwendungen ist die Möglichkeit interessant, verschiedene Geschmacksstoffe mit einzubringen.

Tests mit Antiepileptika

Alles nur graue Theorie aus dem Labor? Sicher nicht – die US Food and Drug Administration hat als Aufsichtsbehörde grünes Licht für ein Präparat gegeben, das per 3D-Druck hergestellt wird: Spritam® enthält als Wirkstoff Levetiracetam und kommt bei Epilepsie zum Einsatz. Levetiracetam selbst steht nicht mehr unter Patentschutz. Pharmakologen zufolge war diese Wahl zum Start trotzdem nicht gut durchdacht. Das Pharmakon gibt es bereits als Granulat oder als Saft, sollten Patienten Probleme mit der Einnahme haben. Eine retardierte Galenik ist ohnehin wünschenswerter, um bei Epilepsie konstante Plasmaspiegel des Pharmakons über längere Zeiträume zu erzielen. Aprecia zeigt mit dem praxistauglichen Präparat zumindest, was 3D-Drucker heute leisten – und hat sich gleich mehr als 50 Patente gesichert. Der Konzern wird mit „Print on demand“-Präparaten beginnen. Experten können sich aber vorstellen, dass Geräte künftig in Krankenhäusern oder größeren Arztpraxen stehen – sollte das apothekerliche Dispensierrecht Aprecia keinen Strich durch die Rechnung machen.

Theophyllin to go

Einen ähnlichen Ansatz verfolgen Wissenschaftler der University of Central Lancashire (UCLan). Dr. Mohamed Alben Alhnan hat zusammen mit Kollegen spezielle Medien für 3D-Drucker entwickelt. Sein “drug-polymer filament” wird anstelle herkömmlicher Medien eingesetzt. Jetzt ist es Alhnan gelungen, auf Basis seines medizinischen Filaments Theophyllin-haltige Tabletten herzustellen. Wie die UCLan weiter berichtet, könnten pharmazeutische Hersteller entsprechende Technologien bereits ab 2019 einsetzen. Ziel bleibt, dass Patienten Arzneimittel in ferner Zukunft zu Hause ausdrucken – mit ihrer individuell benötigten Dosis.

Die  Apotheke im Wohnzimmer

Forscher der Universität Glasgow gehen noch einen Schritt weiter. Sie haben handelsübliche 3D-Drucker mit Software zum Computer-Aided-Design (CAD) angesteuert, um Arzneistoffe vor Ort herzustellen, ohne aufwändiges Labor. Edukte aus Kartuschen reagieren als „chemische Tinte“ zu pharmakologisch aktiven Molekülen. Passende Reaktionsgefäße liefert ein weiterer Printer gleich mit. Professor Lee Cronin hofft jetzt, dass Patienten vielleicht sogar ihre Arzneimittel zu Hause herstellen könnten, gesteuert per App. Händigen Ärzte ihren Patienten bald nur noch einen Algorithmus statt einer Verschreibung aus? Lee Cronin hält diese Zukunftsvision für möglich.

Moleküle Schicht für Schicht

Deutlich konkreter sind die Einsatzmöglichkeiten in Forschungslabors. Martin D. Burke von der Illinois University arbeitet seit Jahren an der Synthese kleiner Moleküle mit proteinähnlichen Strukturen, um biologische Prozesse zu regulieren. Unter seinen Substanzen könnten sich potente Inhibitoren befinden. Um effektiver zu arbeiten, hat er einen 3D-Drucker für Moleküle entwickelt. Das geht so: Im Zuge von Retrosynthesen werden komplexe Strukturen in ihre chemischen Grundbausteine zerlegt – rein elektronisch, versteht sich. Jetzt kommt der Printer zum Einsatz und baut aus diesem Plan mit verschiedenen Komponenten besagte Verbindungen auf: dreidimensional, wenn auch in molekularen Maßstäben. Das macht rein statistisch Milliarden verschiedenen Verbindungen, unter denen sich noch gänzlich unbekannte Strukturen befinden. Im Rahmen seiner Ausgründung REVOLUTION Medicines arbeitet Burkes Team beispielsweise an einem Antimykotikum, um Menschen mit lebensbedrohlichen Pilzinfektionen zu helfen.

Old School bleibt Old School

Pharmazeutische Hersteller sind auf den neuen Trend noch nicht aufgesprungen, schließlich liefern sie seit Menschengendenken Tabletten an Pharmazeuten oder Mediziner. Werden Apotheken – wie vor 100 Jahren – dank dreidimensionaler Druckverfahren – vielleicht wieder zu Zentren der Arzneimittelherstellung? Experten sehen die Möglichkeit primär bei gut untersuchten, generischen Wirkstoffen.

21 Wertungen (4.71 ø)
Forschung, Pharmazie

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4 Kommentare:

Dr. Joerg Wilms, Apotheker
Dr. Joerg Wilms, Apotheker

Technisch ja ganz interessant, nur wird der “Teufel im Detail” diese Visionen bald auf den Boden der Tatsachen zurückholen. Dabei spielt das von Herrn vandenHeuvel angeführte “Dispensierrecht der Apotheken” noch die geringste Rolle, denn in Krankenhäusern (bzw. in deren APOTHEKEN) werden bereits heute Unmengen an Rezpturarzneimitteln hergestellt. Das ist rechtlich völlig abgesichert.
Schwieriger wird es schon, wenn man darüber nachdenkt, wie denn der Wirkstoff zum Patienten kommen soll, um “zu Hause eine Tablette zu drucken”. Die erwähnten “Kartuschen” mit entweder fertigen Wirkstoffen oder (noch schlimmer: reaktionsfähigen Vorstufen) beürften dann einer eigenen Zulassung, und die Lagerung ist dann noch gar nicht geklärt. Wenn ich dann den Hinweis aus der Praxis von Frau Wahl lese, dann sage ich mir ganz beruhigt: das ist eine theoretische, verlockend aussehende Möglichkeit, aber für das Gebiet Arzneimittelherstellung nicht realistisch. Mal ganz abgesehen davon, was dann eine Tablette kosten würde. In der Industrie laufen die Dinger mit bis zu mehreren Hunderttausend Stück pro Stunde aus der Presse, wieviel macht denn ein 3-D-Drucker?? — also: abhaken.

#4 |
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Gast
Gast

….und alles funktioniert nur, wenn es Strom gibt. …

#3 |
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Karin Wahl, Stuttgart
Karin Wahl, Stuttgart

Wird die 3D-Technologie etwas im Sinne von Huxley`s “Schöne neue Welt”? Liest sich natürlich faszinierend, aber dazu braucht man auch die Menschen, die verstehen, was da “passiert”. Wenn ich mir vorstelle, welche Probleme manche Patienten mit ihren 8 verschiedenen Arzneimitteln haben, um diese nur einigermaßen richtig einzunehmen, dann kommen mir Bedenken. Aber vielleicht gibt es bis dahin auch den Menschen aus dem 3D-Drucker, dann wird es vielleicht kompatibel! Aber vielleicht bin ich da als “älteres Pharmazeutenmodell” auch einfach zu skeptisch!?

#2 |
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Das ist eine interessante Zukunftsperspektive. Allerdings wird der Tablettendrucker wohl eher beim Chroniker zuhause stehen, mit dem er einen oder ein paar Wirkstoffe “ausdruckt”. Aber für die Apotheken vor Ort tut sich eine Zukunftsperspektive auf zur individualisierten Versorgung, da hier ja prinzipiell eine größere Menge und Diversität an Arzneistoffeb vorrätig gehalten wird als zuhause beim Patienten. Auch Bewohner von Raumstationen und arktischen Stützpunkten oder Regenwald-Forschungsstationen bieten sich dadurch neue Optionen der Telemedizin. Aber vorerst wird diese Möglichkeit sicherlich wohl eher eine Behandlungs-Option im kleinen Maßstab (wie etwa die Rezepturen) neben der industriellen Massenherstellung bleiben.

#1 |
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