3D-printbare pil maakt medicatie op maat mogelijk

Onderzoekers van het Materials Research Institute van het Ierse Athlone Institute of Technology hebben een 3D-printbare pil ontwikkeld die medicatie op maat mogelijk maakt. Niet alleen kunnen verschillende soorten medicatie in één pil worden geïntegreerd, ook kan medicatie worden afgestemd op de specifieke behoeften van patiënten.

Patiënten moeten in sommige gevallen een combinatie van medicatie slikken, wat in de praktijk betekent dat zij dagelijks een cocktail van pillen moeten slikken. Ook moeten pillen in sommige gevallen op verschillende momenten van de dag worden ingenomen, wat het innemen van de juiste medicatie op het juiste moment een uitdaging kan maken. De onderzoekers wijzen erop dat patiënten slechts in 50 tot 70% van de gevallen hun voorgeschreven medicatie daadwerkelijk correct innemen. 

Op maat gemaakte capsules

Om dit probleem aan te pakken hebben onderzoekers Evert Fuenmayor en hoogleraar Ian Major een blauwdruk ontwikkeld voor op maat gemaakte capsules. De pillen kunnen verschillende soorten medicatie bevatten en zijn in staat specifieke medicatie in de juiste hoeveelheid over een langere periode af te geven. 

“Met behulp van farmacogenetica kunnen artsen het genetische profiel van de patiënt gebruiken om de doeltreffendheid van medicatie te voorspellen en de dosis te bepalen”, legt Fuenmayor uit. “Het vertelt ons in feite hoe een individu zal reageren op medicatie.”

Biocompatibele polymeren

De onderzoekers zijn hun project gestart door te onderzoeken of 3D-geprinte biocompatibele en biologisch afbreekbare polymeren als voertuig kunnen functioneren voor het afleveren van medicatie op maat. Dit materiaal werd voorheen gebruikt voor onder meer rapid prototyping en het produceren van componenten. 

“Toen we begonnen met dit onderzoek was het idee dat het 3D-printen van polymeren kan worden gebruikt om medicatie in het lichaam af te leveren zeer vernieuwend – niemand deed dit al”, licht Fuenmayor toe. “We zijn erin geslaagd in hoge mate personaliseerbare en dynamische zorgtechnologie te ontwikkelen.”

Het moment waarop en de snelheid waarmee medicatie wordt afgegeven kan worden aangepast door kleine wijzigingen te maken in de configuratie van de printer. “We hebben het materiaal gemixt en gesmolten, filament gemaakt en dit aan de printer gevoed. Afhankelijk van de instellingen die we selecteerden waren we in staat compleet verschillende medicatieprofielen te creëren”, aldus Fuenmayor. “Met twee eenvoudige klikken kon ik een capsule maken die drie dagen of zes uur in het lichaam aanwezig blijft – afhankelijk van de behoefte van de patiënt.”

3D-printen in de apotheek

De onderzoekers voorzien dat hun technologie op maat gemaakte medicatie toegankelijk kan maken voor het grote publiek. “Apothekers zullen in staat zijn ter plekke een medicatieprofiel op te stellen op basis van unieke behoefte van de patiënt. Met de juiste met medicatie geladen polymeren op voorraad en een kleine 3D-printer zijn zij in staat uw medicatie in de apotheek zelf te printen”, aldus de onderzoeker. 

“We leren nog steeds over de wijze waarop verschillende mensen op medicatie, doseringen en therapieën reageren, dus dit is nog geen realiteit. Dit is echter waar medicatieafgifte naartoe gaat en waarop wij hopen.”

Productieproces versnellen

De technologie kent momenteel zijn beperkingen, erkennen de onderzoekers. “Het printen van 30 tablets op een desktop printer neemt ongeveer vier uur in beslag”, aldus Major. “Dit terwijl traditionele productiemethodes duizenden pillen per uur kunnen produceren op één enkele tabletteermachine.”

Om dit probleem op te lossen werken de onderzoekers een proces dat spuitgieten combineert met 3D-printen om het productieproces te versnellen. De ontwikkeling van dit proces bevindt zich nog in een vroegtijdig stadium, maar de eerste resultaten zijn volgens de onderzoekers veelbelovend. 

Multiply Labs

De onderzoekers van de Athlone Institute of Technology zijn niet de enigen die aan 3D-printbare medicatie op maat werkt. Ook het Amerikaanse Multiply Labs werkt aan dergelijke technologie. CEO Fred Parietti legde onlangs in een blogpost uit dat het bedrijf werkt aan robotsystemen om gepersonaliseerde medicatie te produceren.

Het bedrijf streeft ernaar alle dagelijkse medicatie die patiënten slikken te integreren in één capsule. Niet alleen kan de dosering van de medicatie worden afgestemd op de behoefte van de patiënt, ook kan medicatie op een specifiek tijdstip worden of over een langere periode worden afgegeven.

Auteur: Wouter Hoeffnagel