3D-printede lægemidler kan omvælte nuværende tilgange til medicinering

Gennembrud på markedet for 3D-printede lægemidler kan få en gennemgribende effekt på det globale sundhedssystem i de kommende år. Især er 3D-lægemiddelfremstilling mere populær end nogensinde på grund af de mange fordele, den giver. Nu har en gruppe ingeniører fra NIST taget skridt til at skabe og integrere en quality-by-design (QbD) struktur på markedet. Her er, hvad du behøver at vide.

3D-printede lægemidler

Når du tænker på 3D-printere, forestiller du dig sandsynligvis en enhed, der laver en slags plastværktøj eller -genstand. Selvom dette er de mest populære typer af 3D-printere, har teknologien udviklet sig meget i løbet af det sidste årti. Nu er det let for producenter at printe metal, kompositmaterialer, mad og endda medicin.

Kilde – NIST

Disse enheder fungerer som traditionelle blækprintere, idet der er miniature blækbeholdere, der fordeler deres indhold på en bakke eller kapsler, når de styres. Hver blækbeholder kan fyldes med et specifikt lægemiddel, så enheden kan fremstille præcise og tilpassede doser efter behov. Derudover er disse enheder også i stand til at printe medicinen som tynde opløselige mundstrimler.

Historie om 3D-printede lægemidler

Historien om 3D-printet medicin er en interessant fortælling, der spænder over flere industrier og teknologier. Først for nylig er disse enheder blevet så præcise, at de kan håndtere disse kritiske opgaver. I 2015 blev et epilepsilægemiddel kaldet Spritam (levetiracetam) den første 3D-printede medicin, der fik godkendelse fra Food and Drug Administration.

Dette afgørelse markerede et stort skifte i momentum, da den viste, at konceptet med at printe lægemidler på stedet nu var en realitet. Siden da er der lagt betydelig indsats i at forbedre enhederne, logistikken og rammerne, der er nødvendige for at understøtte en 3D-printet lægemiddelindustri. Derfor søger forskernes undersøgelse af at forbedre kvaliteten og konsistensen af disse lægemidler at skabe nye standarder, der kan hjælpe med at forhindre fejlberegninger i fremtiden i realtid.

Statistik for 3D-printede lægemidler

Der er stor begejstring omkring bevægelsen for 3D-printede lægemidler. Sundhedspersonale og patienter er ivrige efter at se disse bekvemme og mere tilgængelige muligheder komme i brug. Ifølge forskere har branchen haft en årlig vækstrate på 7 % og forventes at fortsætte i dette tempo indtil 2025, hvor den forventes at nå 437 millioner dollars i omsætning.

Forhindringer for bred adoption af 3D-printede lægemidler

Producenter af 3D-printere og brugere skal overvinde visse bekymringer, hvis de vil gøre disse enheder til den fremtidige industristandard. Den første bekymring er at sikre, at printerne kan producere de nødvendige lægemidler præcist og konsistent. Automatiserede strenge kvalitetskontrolforanstaltninger skal implementeres, før disse enheder kan stole på at fremstille livsændrende lægemidler.

Juridiske bekymringer

En anden stor bekymring for producenter og apoteker er juridiske konsekvenser. Der er allerede mange præcedenser inden for medicinsk fejlbehandling. Farmaceuter har et stort ansvar, da de skal blande og fremstille den medicin, deres patienter har brug for. Når de laver fejl i en recept, kan det få frygtelige resultater, herunder døden.

I fortiden blev disse sager undersøgt, og den medicinske udøvers handlinger blev gennemgået for uagtsomhed. Når man beskæftiger sig med en automatiseret printerenhed, bliver idéen om juridiske konsekvenser mere kompliceret. Hvem er ansvarlig for printerfejl? Hvad hvis fejlen ligger i den anmodede recept eller den person, farmaceuten giver den til? Alle disse bekymringer har efterladt juridiske teams i en tilstand af hastig søgen efter variable løsninger.

Undersøgelse

Forståelsen af, at kvalitetskontrol langt er en af de største forhindringer, der skal overvindes for at drive denne teknologi fremad, har en gruppe forskere fra NIST sammensat en unik metode til at forbedre 3D-printfresultater. Deres årsags- og virkningsanalyse gør det muligt for udviklere at forbedre deres kvalitetskontrolovervågning, samtidig med at arbejdsbyrden reduceres.

Den nye protokol kan måle mængden af tilføjede lægemidler, dysediameter, systemtrykkanaler og antallet af dispenserede dråber (CPP’er) for hver trykt medicin. Denne detaljerede rapport gør det muligt for printerens sundhedsudøvere at evaluere deres metoder og reducere ineffektivitet. Den hjælper også med at skabe sikkerhedsstandarder, mens man vurderer bedste praksis vedrørende sikring af den korrekte dosering.

Forskere

Et team af ingeniører fra NISTs forskningsfacilitet, ledet af videnskabsmanden Thomas P. Forbes, gennemførte undersøgelsen. Deres mål om at introducere en quality-by-design protokol til industrien har vist sig at være succesfuldt i bestemmelsen af de kritiske materialeegenskaber (CMA’er) og kritiske procesparametre (CPP’er), der er nødvendige for at forbedre den farmaceutiske fremstillingsparadigme.

Rammeværk

Forskningsholdets arbejde sluttede ikke med kvalitetskontrol på stedet. De fortsætter med at arbejde på at udvikle, implementere og administrere den nødvendige infrastruktur, der skal understøtte en 3D-printet lægemiddelsektor. Disse opgaver omfatter oprettelse af producenter af farmaceutiske ingredienser og forbedring af de eksisterende distributionsmetoder, hvor det er muligt.

Test

Forskerne startede deres test ved at gennemgå ingredienserne. Medicin kan nedbrydes af mange årsager, så alle ingredienser skal gennemgå en kvalitetskontroltest inden brug. For at udføre denne test anvendte teamet ultraviolet-synlig (UV-Vis) spektroskopi.

Denne kvalitetskontrolmetode udnytter ultravioletlys, der skinner på medicindråberne. Det reflekterede lys kan derefter bruges til at bestemme den kemiske sammensætning af medicinen. Bemærkelsesværdigt har hver dyse en af disse kvalitetslys fastgjort til spidsen.

Hver dråbe skal passere gennem ultravioletlyset, hvilket sikrer, at der er kvalitetskontroldata for hver anvendt dråbe. Denne metode gør det muligt for forskerne at sikre, at dyserne fungerer, og er fri for partikler fra støv, snavs eller andre forureninger.

Resultater

Undersøgelsens endelige resultater viste, at lyssystemet væsentligt forbedrede kvalitetskontrollen. Forskerne kunne konsekvent spore ensartethed ved hjælp af den omkostningseffektive metode på stedet. Bemærkelsesværdigt blev levothyroxin natrium enkelt-dosis flydende flasker af glycerin/vand brugt til testen, fordi de hurtigt kan kontrolleres for kvalitet. Specifikt målte teamet den inline dråbetælling under dispensering med præcis nøjagtighed, volumen af hver tilføjet medicin og andre afgørende datapunkter.

Fordele som 3D-printede lægemidler bringer til markedet

Det er let at se, at 3D-printede lægemidler kan være fremtiden. De har fordelen ved at blive fremstillet på stedet. Forestil dig at gå ind i dit lokale apotek, aflevere din recept, og en automatiseret printer fremstiller de præcise doser, du har brug for.

Strategien ville udgøre en betydelig opgradering af de nuværende distributionsmetoder, som kræver menneskelig interaktion gennem hele processen. Hver menneskelig interaktion øger risikoen for fejl. Hvis forskernes arbejde kan gennemføres med succes, vil disse 3D-printede lægemidler blive mere effektive og tilgængelige for alle.

Individualiseret sundhedspleje

En anden stor fordel ved denne tilgang er, at medicin kan tilpasses patientens specifikke behov. For eksempel kan 3D-printede lægemidler tage højde for en persons nøgleparametre, herunder alder, helbred, immunsystem og endda deres genetiske profil. Denne tilgang vil gøre behandlinger mere effektive og mindre farlige for brugerne.

Kombinerede lægemidler

For dem, der skal tage mange medicin dagligt, er udsigten til, at en 3D-printer kan kombinere piller til én daglig mulighed, et stort plus. Ældre, der glemmer deres daglige piller, eller andre med omfattende medicinske behov, vil opnå en bedre livskvalitet ved at bruge disse maskiner.

Vaccine-distribution

Et andet vigtigt område, hvor 3D-printede medicin kan forbedre det nuværende system, er vaccine-distribution. Under COVID-19-pandemien så verden vanskelighederne ved at distribuere vacciner til befolkningen. Fjerntliggende områder og andre afsidesliggende steder var de sidste, der modtog vaccinerne.

I fremtiden vil distribuerede og point-of-care (POC) produktionsfaciliteter dominere markedet. Disse steder vil udnytte 3D-printere til at give deres patienter avancerede sundhedsplejemuligheder, herunder personlige medicin designet specifikt til patientens behov, hvilket sparer hospitalerne besværet med at finde en pålidelig distributionsstrategi.

Bedre smagende lægemidler

Det kan måske ikke synes som et stort problem, men smagen af lægemidler er en bekymring for udviklere. Børn, især, er mere tilbøjelige til at indtage deres recepter, hvis de ikke smager forfærdeligt. Det gamle ordsprog, “En lille ske sukker hjælper medicinen ned” vil snart være forældet, da 3D-printere vil kunne fremstille næsten enhver smag af medicin efter ønske.

Virksomheder, der kunne drage fordel af resultaterne af denne undersøgelse

Flere sundheds- og lægemiddelleverandører kunne udnytte denne forskning og drive deres forretning fremad. 3D-print-bevægelsen inden for sundhedspleje er i fuld gang, og nogle store aktører har været pionerer inden for dette i årevis. Her er nogle få virksomheder, der kunne opleve betydelige indtægtsstigninger som følge af disse opdagelser.

Aprecia Pharmaceuticals

Aprecia Pharmaceuticals er en amerikansk producent af farmaceutiske produkter i kommerciel skala, der fortsat er pioner inden for 3D-printsektoren. Virksomheden har opnået flere bemærkelsesværdige milepæle, herunder at være den første leverandør, der fik et 3D-printet lægemiddel (levetiracetam) godkendt af FDA. Disse udviklinger placerer Aprecia Pharmaceuticals i spidsen for 3D-print i den medicinske revolution.

Stratasys Ltd.

SSYS Prisdiagram

En anden banebrydende producent, der har potentiale til at udnytte denne forskning, er Stratasys Ltd. (SSYS ) Denne sundheds- og medicinteknologivirksomhed leverer mange produkter designet til at forbedre kirurgisk planlægning, lægeuddannelse og patient‑specifikke modeller. Som sådan har virksomheden en stærk position på markedet som en pionerende kraft.

Stratasys-aktien betragtes som en stærk “hold” på grund af virksomhedens positionering og forskning. Producenten har også foretaget nogle interne ændringer, der har hjulpet med at tiltrække flere investorer til deres sag. Specifikt blev Amir Kleiner udnævnt til Chief Operating Officer i år. Denne manøvre forbedrede virksomhedens drift og aktiekurser.

Fremtiden for 3D-printede lægemidler

Fremtiden for 3D-printede lægemidler vil være spændende at følge. Disse enheder vil fortsætte med at blive mindre og mere pålidelige. Derudover vil deres supportnetværk blive forbedret. Snart kan du se en læge sende en patient hjem med en printer, der automatisk fremstiller de nødvendige lægemidler afhængigt af deres lidelse.

3D-printede lægemidler forbedrer sundhedsplejen

Det er let at se, at 3D-printede lægemidler er fremtiden for sundhedssektoren. Forsendelse og rejse er to af de største risici for medicin, og de kan hurtigt nedbrydes ved forkerte temperaturer, lokationer, tryk og miljøfaktorer. De kvalitetskontrolforanstaltninger, som NISTs forskningsteam har introduceret, har potentiale til at hæve standarden og skabe pålidelige standarder, der vil hjælpe hele markedet for 3D-printede lægemidler med at udvikle sig konsistent og gennemsigtigt.

Lær om andre seje fremstillingsprojekter nu.