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Neue Forschungsarbeiten zeigen auf, dass der 3D-Druck zum ersten Mal auch für die Herstellung von Tabletten in Kapselform geeignet ist. Dazu nutzten Forscher der University of Nottingham eine Kombination aus Inkjet-Druck und UV-Härtung.

 

Forschern der University of Nottingham gelang es zum ersten Mal, mit einer Kombination aus Inkjet-3D-Druck und UV-Härtung „feste orale Darreichungsformen“ von Medikamenten herzustellen. Damit öffnet sich die Tür hin zu personalisierter Medizin, deren Dosierung genau an die Bedürfnisse des Patienten angepasst ist.

Die Wissenschaftler der Universität arbeiteten gemeinsam mit dem Pharma-Unternehmen GlaxoSmithKline (GSK) an der Studie „3D Printing of Tablets Using Inkjet with UV Photoinitiation“, was ins Deutsche übertragen in etwa für „3D-Druck von Tabletten mit dem Inkjet-Verfahren und UV-Photoinitiation“ steht.

Martin Wallace, seines Zeichens GSK-Direktor für Technologie, ist einer der Autoren der Studie. Bereits in einem früheren Interview äußerte er, dass der „3D-Druck maßgeschneiderte Medizin drastisch vereinfachen könnte“. Weitere Gründe für den Einsatz des 3D-Drucks bei der Arzneimittelherstellung liegen in der Modifikation der Tablettengeometrie, um Belastungen zu verringern, das Freisetzungsprofil zu ändern oder sogar den Geschmack des Medikaments anzupassen bzw. zu kaschieren.

Die ersten 3D-gedruckten Tabletten in den USA (Foto: © aprecia.com)

Das erste 3D-gedruckte Medikament, welches die FDA-Zulassung erhielt, war das Epilepsie-Medikament SPRITAM. Die europäische Arzneimittelagentur hat mittlerweile das HIV-Medikament Prezista für den 3D-Druck freigegeben.

Individuelle Dosierung:

Forscher stellen Parkinson-Medikament zum ersten Mal mit UV-Inkjet-3D-Drucker her

 6. Juli 2017  Susann Heinze-Wallmeyer

Neue Forschungsarbeiten zeigen auf, dass der 3D-Druck zum ersten Mal auch für die Herstellung von Tabletten in Kapselform geeignet ist. Dazu nutzten Forscher der University of Nottingham eine Kombination aus Inkjet-Druck und UV-Härtung.

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University of Nottingham LogoForschern der University of Nottingham gelang es zum ersten Mal, mit einer Kombination aus Inkjet-3D-Druck und UV-Härtung „feste orale Darreichungsformen“ von Medikamenten herzustellen. Damit öffnet sich die Tür hin zu personalisierter Medizin, deren Dosierung genau an die Bedürfnisse des Patienten angepasst ist.

Die Wissenschaftler der Universität arbeiteten gemeinsam mit dem Pharma-Unternehmen GlaxoSmithKline (GSK) an der Studie „3D Printing of Tablets Using Inkjet with UV Photoinitiation“, was ins Deutsche übertragen in etwa für „3D-Druck von Tabletten mit dem Inkjet-Verfahren und UV-Photoinitiation“ steht.

Martin Wallace, seines Zeichens GSK-Direktor für Technologie, ist einer der Autoren der Studie. Bereits in einem früheren Interview äußerte er, dass der „3D-Druck maßgeschneiderte Medizin drastisch vereinfachen könnte“. Weitere Gründe für den Einsatz des 3D-Drucks bei der Arzneimittelherstellung liegen in der Modifikation der Tablettengeometrie, um Belastungen zu verringern, das Freisetzungsprofil zu ändern oder sogar den Geschmack des Medikaments anzupassen bzw. zu kaschieren.

Das erste 3D-gedruckte Medikament, welches die FDA-Zulassung erhielt, war das Epilepsie-Medikament SPRITAM. Die europäische Arzneimittelagentur hat mittlerweile das HIV-Medikament Prezista für den 3D-Druck freigegeben.

SPRITAM Tabletten
Die ersten 3D-gedruckten Tabletten in den USA (Foto: © aprecia.com)

Bei dem jetzt für die Behandlung von Parkinson-Erkrankungen und des Restless-Legs-Syndroms (Ruhelosen Bein-Syndroms) eingesetzten Medikament Ropinirol HCl wurden Chargen von 25 Pillen mit einer speziell formulierten Tinte hergestellt.

Gründe für die Verwendung des Inkjet-3D-Drucks

Die Forscher gaben an, sich für den Inkjet-3D-Druck aufgrund seiner „Präzision, Genauigkeit, niedrigen Kosten, der Möglichkeit, mehrere Materialien gleichzeitig zu drucken, und der einfachen Skalierbarkeit“ entschieden zu haben.

Die Studie geht auf die jüngsten Ansätze des 3D-Drucks in der Medizin ein. Zugleich erwähnt sie, dass die Tabletten Filme erhalten müssen, die essbar sind und den Magen nicht angreifen. Das Substrat wird in die Dosierungsform mit eingebaut. „Dies bedeutet, dass das Lösungsmittel verdampft werden muss oder eine Abkühlstufe erforderlich ist, um die Dosis zu verfestigen.“

Die Kombination aus 3D-Inkjet-Drucken und UV-Härtung ist auch deshalb von Vorteil, da dieses Verfahren „Gerüste und komplexe (Torus-) Tablettengeometrien mit erweiterten Freigabeprofilen bei Umgebungstemperatur bauen kann.“

So werden die Medikamente gedruckt

Für die Studie kam ein Dimatix-Material-Drucker DMP-2850 zum Einsatz. Bei dieser Maschine sind 1,5 ml Patronen einsetzbar. Dadurch lässt sich die für das Experiment benötigte Materialmenge reduzieren. Modifiziert wurde der Drucker mit einer speziellen Handschuhbox, um so die Kontrolle über den Sauerstoffgehalt zu behalten. Das ist für die Steuerung des Photopolymerisationsverfahren wichtig. Zusätzlich wurde unter dem Druckkopf eine LED-UV-Lampe befestigt.

Individuelle Dosierung:

Forscher stellen Parkinson-Medikament zum ersten Mal mit UV-Inkjet-3D-Drucker her

 6. Juli 2017  Susann Heinze-Wallmeyer

Neue Forschungsarbeiten zeigen auf, dass der 3D-Druck zum ersten Mal auch für die Herstellung von Tabletten in Kapselform geeignet ist. Dazu nutzten Forscher der University of Nottingham eine Kombination aus Inkjet-Druck und UV-Härtung.

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University of Nottingham LogoForschern der University of Nottingham gelang es zum ersten Mal, mit einer Kombination aus Inkjet-3D-Druck und UV-Härtung „feste orale Darreichungsformen“ von Medikamenten herzustellen. Damit öffnet sich die Tür hin zu personalisierter Medizin, deren Dosierung genau an die Bedürfnisse des Patienten angepasst ist.

Die Wissenschaftler der Universität arbeiteten gemeinsam mit dem Pharma-Unternehmen GlaxoSmithKline (GSK) an der Studie „3D Printing of Tablets Using Inkjet with UV Photoinitiation“, was ins Deutsche übertragen in etwa für „3D-Druck von Tabletten mit dem Inkjet-Verfahren und UV-Photoinitiation“ steht.

Martin Wallace, seines Zeichens GSK-Direktor für Technologie, ist einer der Autoren der Studie. Bereits in einem früheren Interview äußerte er, dass der „3D-Druck maßgeschneiderte Medizin drastisch vereinfachen könnte“. Weitere Gründe für den Einsatz des 3D-Drucks bei der Arzneimittelherstellung liegen in der Modifikation der Tablettengeometrie, um Belastungen zu verringern, das Freisetzungsprofil zu ändern oder sogar den Geschmack des Medikaments anzupassen bzw. zu kaschieren.

Das erste 3D-gedruckte Medikament, welches die FDA-Zulassung erhielt, war das Epilepsie-Medikament SPRITAM. Die europäische Arzneimittelagentur hat mittlerweile das HIV-Medikament Prezista für den 3D-Druck freigegeben.

SPRITAM Tabletten
Die ersten 3D-gedruckten Tabletten in den USA (Foto: © aprecia.com)

Bei dem jetzt für die Behandlung von Parkinson-Erkrankungen und des Restless-Legs-Syndroms (Ruhelosen Bein-Syndroms) eingesetzten Medikament Ropinirol HCl wurden Chargen von 25 Pillen mit einer speziell formulierten Tinte hergestellt.

Gründe für die Verwendung des Inkjet-3D-Drucks

Die Forscher gaben an, sich für den Inkjet-3D-Druck aufgrund seiner „Präzision, Genauigkeit, niedrigen Kosten, der Möglichkeit, mehrere Materialien gleichzeitig zu drucken, und der einfachen Skalierbarkeit“ entschieden zu haben.

Die Studie geht auf die jüngsten Ansätze des 3D-Drucks in der Medizin ein. Zugleich erwähnt sie, dass die Tabletten Filme erhalten müssen, die essbar sind und den Magen nicht angreifen. Das Substrat wird in die Dosierungsform mit eingebaut. „Dies bedeutet, dass das Lösungsmittel verdampft werden muss oder eine Abkühlstufe erforderlich ist, um die Dosis zu verfestigen.“

Die Kombination aus 3D-Inkjet-Drucken und UV-Härtung ist auch deshalb von Vorteil, da dieses Verfahren „Gerüste und komplexe (Torus-) Tablettengeometrien mit erweiterten Freigabeprofilen bei Umgebungstemperatur bauen kann.“

So werden die Medikamente gedruckt

Für die Studie kam ein Dimatix-Material-Drucker DMP-2850 zum Einsatz. Bei dieser Maschine sind 1,5 ml Patronen einsetzbar. Dadurch lässt sich die für das Experiment benötigte Materialmenge reduzieren. Modifiziert wurde der Drucker mit einer speziellen Handschuhbox, um so die Kontrolle über den Sauerstoffgehalt zu behalten. Das ist für die Steuerung des Photopolymerisationsverfahren wichtig. Zusätzlich wurde unter dem Druckkopf eine LED-UV-Lampe befestigt.

Inkjet-3D-Drucker DMP-2850
Modell eines unmodifizierten Dimatix Materials Printer DMP-2850. (Bild: © fujifilmusa.com)

Mit diesen Einstellungen gelang es, Chargen von 25 Tabletten herzustellen. Jede Tablette hatte einen Durchmesser von 5 mm. Die Gesamtdruckzeit lag bei 1,5 Stunden bzw. bei ungefähr 4 Minuten pro Tablette. Für die Aushärtung der gesamten Charge wurden 7,5 Minuten benötigt.

Die Forscher kamen zu dem Ergebnis, dass der UV-Inkjet-Druck eine Plattform zur Herstellung von festen oralen Darreichungsformen sein kann. Hier wurde er zum ersten Mal vorgestellt.

Sämtliche Tabletten wurden mit Raman-Kartierung, FTIR-ATR und der optischen Mikroskopie untersucht. Die Prüfung der Tabletten ergab, dass diese „amorphen festen Dispersionen einen hohen Grad an Photopolymer-Härtung“ aufwiesen.
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