Medicijnen worden doorgaans geproduceerd in standaarddoseringen, terwijl de benodigde dosis per patiënt sterk kan verschillen. Onderzoek van de Åbo Akademi University in Finland laat zien hoe een productietechniek die is geïnspireerd op 3D-printen apotheken kan helpen om geneesmiddelen in patiëntspecifieke doseringen te maken.
Mahsa Bahman onderzocht voor haar promotieonderzoek naar geneesmiddelontwikkeling een platform dat gebruikmaakt van semi-solid extrusion (SSE). Daarbij keek ze niet alleen naar de nauwkeurigheid van de dosering, maar ook naar de vraag of de technologie een reproduceerbaar en schaalbaar alternatief kan bieden voor het handmatig bereiden van geneesmiddelen. Bahman voerde haar promotieonderzoek uit bij het Finse gezondheidstechnologiebedrijf CurifyLabs, een spin-off van Åbo Akademi University.
Alternatief voor handmatige bereiding
Gepersonaliseerde doseringen kunnen vooral belangrijk zijn voor kinderen, ouderen, mensen met zeldzame aandoeningen en ziekenhuispatiënten bij wie de medicatie regelmatig moet worden aangepast. De benodigde doseringen zijn niet altijd commercieel verkrijgbaar. Zorgverleners of mantelzorgers moeten daarom soms tabletten splitsen of bestaande geneesmiddelen aanpassen.
Apotheken kunnen geneesmiddelen ook handmatig bereiden. Dit kost echter tijd en kan leiden tot variatie in dosering en samenstelling. Ook het beheersen van het risico op contaminatie vormt daarbij een aandachtspunt. De door Bahman onderzochte technologie werkt met semi-solid extrusion. In plaats van een geneesmiddel laag voor laag op te bouwen, zoals bij conventioneel 3D-printen, doseert het systeem nauwkeurig afgemeten hoeveelheden gelachtige, halfvaste of vloeibare farmaceutische formuleringen rechtstreeks in een mal of blisterverpakking.
Tijdens het onderzoek werden verschillende doseringsvormen en sterkten getest, waaronder formuleringen voor kinderen. Daarbij werden onder meer de nauwkeurigheid en herhaalbaarheid van de dosering, uniformiteit van gewicht en geneesmiddelgehalte, oplossnelheid en chemische stabiliteit onderzocht.
Medicijnen voor kinderen
Een deel van het onderzoek richtte zich specifiek op kinderen en pasgeborenen met slikproblemen. Gel-tabletten met propranolol, spironolacton of prednisolon werden getest voor toediening via een neus-maagsonde. De resultaten ondersteunen volgens de onderzoekers de geschiktheid van deze formuleringen voor deze wijze van toediening.
Ook werden verschillende formuleringen van ondansetron geproduceerd. Daarmee werd onderzocht of het platform met uiteenlopende farmaceutische basismaterialen overweg kan. De formuleringen en bijbehorende productieparameters werden vervolgens overgebracht naar een ziekenhuisapotheek. De daar geproduceerde geneesmiddelen werden vergeleken met eerder gevalideerde batches om te bepalen of de nauwkeurigheid en reproduceerbaarheid ook in een praktijksituatie behouden bleven.
Een ander onderdeel betrof gepersonaliseerde tuberculosemedicatie. Isoniazide en rifampicine werden zowel afzonderlijk als gecombineerd in verschillende doseringen geproduceerd. Voor toepassing bij kinderen is echter aanvullend onderzoek nodig naar onder meer stabiliteit, uniformiteit en smaak. Daarnaast onderzocht Bahman Raman-spectroscopie als niet-destructieve methode om de hoeveelheid werkzame stof in geproduceerde tabletten te controleren. Deze techniek kan mogelijk worden ingezet voor realtime kwaliteitscontrole, maar vereist nog verdere ontwikkeling en validatie.
Geautomatiseerde productie
Het onderzoek schetst ook een toekomst waarin de productie van gepersonaliseerde geneesmiddelen verder wordt gekoppeld aan digitale systemen van ziekenhuizen en apotheken. Zo zouden elektronische recepten en elektronische patiëntendossiers rechtstreeks kunnen worden verbonden met productiesystemen. Daarmee kunnen documentatie en delen van het bereidingsproces worden geautomatiseerd. Technieken zoals Raman- of nabij-infraroodspectroscopie kunnen daarbij aanvullende kwaliteitscontroles mogelijk maken zonder het geproduceerde geneesmiddel te beschadigen.
De technologie is nog niet zover dat gepersonaliseerde, met 3D-printtechnieken vervaardigde geneesmiddelen reguliere medicijnen kunnen vervangen. Voor afzonderlijke formuleringen en productieprocessen blijven validatie en kwaliteitscontroles noodzakelijk en sommige onderzochte toepassingen vragen nog verdere ontwikkeling. De experimenten in de ziekenhuisapotheek laten wel zien dat semi-solid extrusion ook buiten het laboratorium kan worden toegepast en daarmee perspectief biedt voor geneesmiddeldoseringen die beter op de individuele patiënt zijn afgestemd.
3D-geprinte medicatie in Nederland
Ook in Nederland werd al gekeken naar het gebruik van 3D-printtechnologie bij de bereiding van medicatie op maat. Het LUMC onderzocht al in 2020 of 3D-printtechnologie kan worden gebruikt om medicijnen voor kinderen op maat te maken. Standaardmedicatie is voor jonge kinderen niet altijd geschikt, bijvoorbeeld doordat de dosering niet goed aansluit, tabletten te groot zijn of vloeibare medicijnen een onaangename smaak hebben.
Uit het onderzoek bleek dat met een 3D-printer kleine tabletten kunnen worden geproduceerd met een dosis die is afgestemd op de individuele patiënt. De technologie zou daarmee onder meer kunnen helpen om de kans op bijwerkingen of onvoldoende werkzaamheid door een verkeerde dosering te verkleinen. Het LUMC onderzocht destijds ook het gebruik van de kleine tabletten bij proefpersonen. Tegelijkertijd werd gewerkt aan verdere ontwikkeling van de printer, zodat deze sneller en met meer stoffen en tabletvormen kan werken. Ook studenten Farmacie en Klinische Technologie werden bij het onderzoek naar deze technologie betrokken.
Referenties
Voeg ICT&health toe aan Google
Toon meer content van ICT&health in Google Zoeken.
