Pár év múlva nyomtatott tablettával gyógyulhatunk

Képzeljük el, hogy besétálunk a patikába az orvosunk által felírt recepttel, a gyógyszerész betáplálja a hatóanyagokat a különleges 3D nyomtatóba, pár perc múlva pedig elkészül a személyre szabott tablettánk, amelynek akár ízét, formáját és színét is megválaszthatjuk. Dr. Basa Bálint, a Semmelweis Egyetem Gyógyszerészeti Intézet PhD-hallgatója azon dolgozik, hogy mindez a közeljövőben valósággá váljon.

Manapság már nem meglepő, ha egy táska vagy más kiegészítő 3D nyomtatással készül, hiszen az élet egyre több területére kezd begyűrűzni ez a korábban csupán sci-fi filmekbe illőnek tartott technika. Dr. Basa Bálint sem tanulmányaihoz kapcsolódóan találkozott vele először. A családjának ugyanis építőipari vállalkozása van, az utóbbi években pedig elterjedt trend lett, hogy a megrendelők 3D-s terveket kérnek. Hogy ezt az igényt ki tudják szolgálni, bele kellett ásnia magát a 3D tervező programok világába. "Negyedéves hallgatóként aztán, mikor eldöntöttem, hogy szeretnék TDK-s munkát végezni a gyógyszer- és gyártástechnológiai vonalon, Antal István professzor úr (aki módosított hatóanyagleadású gyógyszerformákkal és betegközpontú gyógyszerekkel foglalkozik) örömmel fogadott tanítványaként azzal az ötlettel, hogy a gyógyszerforma-tervezést 3D nyomtatási technológiákkal ötvözzük" - idézi fel a fiatal kutató, hogyan kezdtek bele az úttörő projektbe.

Különleges lélegeztetőgépet fejleszt egy magyar csapat

Mérnökök, informatikusok, orvostanhallgatók, kutatók, jogászok, matematikusok, egyetemi tanulók csatlakoztak ahhoz a nem mindennapi projekthez, amelynek célja, hogy egy egyszerre több embert is lélegeztetni képes eszközt alkossanak. Részletesen itt olvashat a különleges vállalkozásról.

Díjat ért az ötlet

A Semmelweis Egyetem Gyógyszerészeti Intézetben 2018 decemberében indulhatott el a munka egy standard szálolvasztásos (FDM) 3D nyomtatóval, amelynek lényege, hogy a hagyományos eljárással ellentétben nem préselve lehet előállítani vele a tablettákat, hanem rétegről rétegre épül egymásra annak szerkezete. Ez a rétegezés pedig a gyógyszergyártás során nagyon előnyös lehet. "Képesek vagyunk 0,02-0,2 milliméteres, tehát nagyon vékony rétegeket is egymásra építeni ezzel a technológiával, de akár vastagabbat is, ha például azt szeretnénk, hogy a tabletta jobban ellenálljon a gyomor savas közegének, és csak a bélben szívódjon fel. A rétegek paramétereit külön-külön adhatjuk meg, ez sok lehetőséget rejt magában" - magyarázza dr. Basa Bálint.

Dr. Basa Bálint TDK-s munka kapcsán kezdett foglalkozni a 3D nyomtatással előállított gyógyszerekkel. Fotó: Kovács Attila - Semmelweis Egyetem
Dr. Basa Bálint TDK-s munkája kapcsán kezdett foglalkozni a 3D nyomtatással előállított gyógyszerekkel. Fotó: Kovács Attila - Semmelweis Egyetem

Természetesen nem ők az egyetlen munkacsoport, akik a 3D gyógyszernyomtatással foglalkoznak, világszerte több kutatás zajlik a témában. Eddig egyetlen 3D nyomtatással előállított készítmény került forgalomba, a Spritam nevű,epilepsziakezelésére szánt tabletta az USA-ban. "Ezt azonban nem FDM technológiával és nem személyre szabottan nyomtatják, hanem rétegzett port és kötőanyagot alkalmaznak hozzá üzemi gyártásban. Mi egy, ettől eltérő vonalat kezdtünk el kutatni " - teszi hozzá. A projekt indulásakor prof. Antal István mellett dr. Jakab Géza PhD-hallgató, dr. Fülöp Viktor tanársegéd és laborvezető dr. Balogh Emese egyetemi adjunktus részvételével alakult meg a csoport. Ők segítettek abban, hogy egy kutatás során az eredményeket hogyan kell kiértékelni, milyen folyamatokra kell odafigyelni. A munkát dr. Basa Bálint a 2019-as TDK konferencián mutatta be, amit az országos TDK követett, ahonnan I. díjat, valamint a "Legjobb gyógyszeripari témájú gyógyszerész előadó" különdíjat is sikerült elhozni.

Miért lehet jobb a 3D nyomtatott gyógyszer?

A technológia nem véletlenül keltette fel a szakma érdeklődését, ugyanis számos előnnyel jár. A rétegezett 3D nyomtatás során lehetőség van több fajta hatóanyagot egyetlen tablettába implementálni, úgynevezett polypillt létrehozni. Azáltal pedig, hogy adott esetben egy betegnek nem kell 6-8 különböző gyógyszert bevennie, hatékonyabbá tehető a terápia, természetesen a gyógyszerinterakciókra is körültekintéssel. "Szintén a 3D nyomtatás mellett szól, hogy lehet variálni a színeket, formákat, ezáltal a páciensek számára vonzóbbá tehető a tabletta. A védjegyzett Starmix® technológiát például a gyermekgyógyászati készítmények számára fejlesztették ki, például gumicukorka szerű formákban. Az egyéni gyógyszerelés, az együttműködés ezzel új szintre léphet" - magyarázza dr. Basa Bálint.

A 3D nyomtatással készült gyógyszerek előállítása pedig nem drágább, mint a hagyományos technikával készülteké. Sőt! Mivel nem kell hozzá nagy eszközpark, alacsony darabszám esetén is gazdaságos lehet 3D nyomtatót alkalmazni. A személyre szabott terápia, egyénre szabott dózisok mellett például a ritka betegségek kezelésére szolgáló úgynevezett árva ("orphan") gyógyszerek gyártására is remek megoldás lehet. Az árva gyógyszerek általában meglehetősen drágák, a fejlesztésük kihívásainak a 3D nyomtatás jobban megfelelhet

a Gyógyszerészeti Intézetben foglalkoznak a 3D-vel (Dr. Jakab Géza, Dr. Fülöp Viktor, Dr. Balogh Emese, és Dr. Antal Isván

A kutatócsoport tagjai: dr. Jakab Géza, dr. Fülöp Viktor, dr. Balogh Emese, dr. Antal Isván és dr. Basa Bálint. 

Fotó: Kovács Attila - Semmelweis Egyetem

Másik lehetséges alkalmazási terület lehet katasztrófa körülmények esetén a gyógyszerellátás biztosítása. Ilyenkor egy orvos-gyógyszerész csapat egy 3D nyomtatóval felszerelkezve a helyszínen gyorsan tudná elkészíteni a lakosság kezeléséhez szükséges tablettákat. "Jelenleg egy gyógyszerésznek egy receptre felírt kúp elkészítése legalább 30-60 percet vesz igénybe. A 3D nyomtatóval viszont jól ellenőrzött eljárási paraméterek mellett az előállítási idő jelentősen csökkenhet."

A nagy megoldandó probléma

A kutatócsoport a TDK konferencián egy tabletta vázszerkezetét (más néven hordozószerkezetét) állította elő polivinil-alkoholból (PVA-ból), ami egy biodegradábilis és vízben könnyen oldódó anyag. "A nyomtatás utolsó fázisában, vagyis mielőtt a záróréteg felkerül, ebbe tudjuk tölteni a diszpergált vagy por alapú hatóanyagot. Az így kapott kapszula 1-2 órán belül teljesen feloldódik a beteg gyomor- és bélrendszerében" - fejti ki a szakember. Kezdetben B12-vitamin modell hatóanyaggal tanulmányozták az eljárást, mert az könnyen detektálható, ezért jól el tudták vele végezni a megfelelő méréseket a célzott és időzített hatóanyag leadáshoz. További hatóanyagok vizsgálata során céljuk, hogy képesek legyenek hatóanyagszálakat előállítani, tehát ne megtölteni kelljen a nyomtatott kapszulát vagy tablettát, hanem a hatóanyagot és hordozót együtt is nyomtatni tudják.

A szálolvasztásos 3D nyomtató készülékeknek azonban van egy hátrányuk: 180-350 fokos hőmérsékleten dolgoznak, ez pedig a legtöbb hatóanyagot roncsolja. Ezért fontos lenne alacsonyabb nyomtatási hőmérsékletet elérni. Dr. Basa Bálinték többek között ezen fáradoznak most, sorra végzik a különböző kísérleteket, számításokat. "A nyomtatás során rendkívül sok módosítható tényező van, ilyen a nyomtatás hőfoka, az asztal hőfoka, a rétegek vastagsága. Ezek mind befolyásolják a hatóanyagleadást. Jelenleg igyekszünk a lehető legtöbb adatot gyűjteni, majd kiértékelünk és módosítunk a paramétereken, hogy az összes elérhető hatóanyagra és segédanyagra megtaláljuk a megfelelőt."

3D nyomtatóval előállított tömör PVA tabletták. Fotó: Kovács Attila - Semmelweis Egyetem
3D nyomtatóval előállított tömör PVA tabletták. Fotó: Kovács Attila - Semmelweis Egyetem

10 év múlva a kórházakban, 15 év múlva a patikákban

A munkájuk azonban még azzal sem ér véget, ha megoldást találnak a magas nyomtatási hőmérséklet problémájára, és képesek lesznek hatóanyagszálakkal dolgozni. Ahhoz, hogy alkalmazni lehessen ezt a technológiát, biztonsági és minőségbiztosítási vizsgálatokat is kell végezni, valamint összetett kérdés a forgalomba hozatal engedélyezése. Dr. Basa Bálint reményei szerint 10-15 éven belül már megvalósulhat mindez: "Mikor a TDK-n ezt mondtam, volt, aki nevetett, volt, aki pedig bólogatott. Természetesen lépcsőzetesen várható az új technológia bevezetése, először inkább a kórházi gyógyszertárakban, 15 éven belül pedig a gyógyszertárakban is várhatóan elterjed."


A nem is olyan távoli jövőben tehát könnyen elképzelhető, hogy az orvos személyre szabott gyógyszert ír fel a betegének, mint ahogy ma teszi egy magiszrális kenőccsel. A páciens pedig akár azt is meghatározhatja, hogy milyen ízű, formájú, színű gyógyszerre vágyik leginkább - mintha csak étlapról rendelne. A megfelelő segédanyagokkal végül a gyógyszerész 3D nyomtatóval állítja elő az adagolási formát. Ezáltal erősödne a gyógyszerészek "terápiás kapuőr" szerepe is, hiszen a készítés előtt mindenképp ellenőrizniük kell a hatóanyagokat és az adagolást. Természetesen mindez plusz oktatást igényel, de dr. Basa Bálint úgy véli, a gyógyszerész szakma nyitott az összetett tudást igénylő innovációra, és a számítástechnika már most egyre jobban beépül az orvos-beteg-gyógyszerész kapcsolatba. A 3D nyomtatásos gyógyszertechnológia tehát már nem sci-fi, hanem az elérhető jövő, Magyarország pedig ezen az új kutatási területen az élvonalban lehet. 

Értékelje a cikket!

Hogy érzi magát? Országos eredmény megtekintése >>
Hogy érzi magát?
Kirobbanó formában van? Válassza ki a lelki- és testi állapotához illő emojit és nézze meg térképünkön, hogy mások hogy érzik magukat!
Milyen most a lelkiállapota?
Letargikus vagyok
Kissé magam alatt vagyok
Kiegyensúlyozott vagyok
Jókedvű vagyok
Majd kiugrom a bőrömből
Hogy érzi magát?
Kirobbanó formában van? Válassza ki a lelki- és testi állapotához illő emojit és nézze meg térképünkön, hogy mások hogy érzik magukat!
Hogy érzi most magát fizikailag?
Teljesen hulla vagyok
Voltam már jobban is
Átlagos formában vagyok
Jól vagyok
Kirobbanó formában vagyok
Hogy érzi magát?
Lelkiállapot
Fizikai állapot
Legjobban:
Legrosszabbul:
További cikkek
Szóljon hozzá Ön is és olvassa el mások hozzászólásait

BNO kereső

VAGY

Ha az ismert BNO-kódot beírja a keresőbe, megtudhatja a hozzá tartozó betegség nevét. Ha a BNO kódra kiváncsi, akkor a betegség elnevezését kell a keresőbe írni. A BNO kód formátuma: egy betű és négy számjegy.

Gyógyszerkereső