Fabriquer des pilules couche après couche
Dans la fabrication des médicaments, l'impression 3D permet de créer des comprimés personnalisés plutôt que des milliards d'exemplaires de pilules identiques. Faites la connaissance d'un scientifique qui fait avancer ce domaine.
Le 2 février 2024 | Temps de lecture : 5 min
La plupart des enfants ne savent pas ce que leurs parents font au travail. Mais le poste de Thomas Kipping ne ressemble pas à celui des autres parents. M. Kipping emploie, au moins une partie du temps, des lasers pour fabriquer des pilules.
Pour son fils Léopol âgé de 8 ans, l'idée d'utiliser des lasers à d'autres fins que dans les sabres laser, comme dans ses films favoris, est tout simplement ahurissante. Même pour la plupart des adultes, l'idée que des lasers puissent produire des médicaments semble complètement futuriste. Mais on en est plus près que ce que vous pourriez croire.
Léopol arbore son propre "laser" à la maison.
Les lasers sont juste l'une des techniques utilisées en impression 3D, aussi appelée fabrication additive, dont les chercheurs se servent pour produire des médicaments à petite échelle. Avec ses collègues, M. Kipping tente d'optimiser les techniques existantes et d'en perfectionner de nouvelles.
Comprendre comment fabriquer efficacement de plus petits lots de médicaments est un défi logistique majeur pour l'avancement de la médecine de précision. Ce type de médecine consiste à générer des programmes de traitement individualisés, basés sur les besoins spécifiques de chaque patient. Pour ce faire, chaque médicament doit être adapté au patient auquel il est destiné et fabriqué à petite échelle.
Parfois, les vieilles méthodes éprouvées ne conviennent pas
La fabrication traditionnelle des médicaments est appelée à juste titre "traitement par lot" ; elle peut prendre des semaines, voire des mois, et permet d'obtenir généralement des milliards de pilules. Elle nécessite des infrastructures, des investissements et une empreinte de grande ampleur. Pour faire simple, de grosses machines compriment des matières premières en poudre pour former une couche solide appelée comprimé.
C'est parfait pour certains médicaments, comme l'ibuprofène, qui font l'objet d'une demande régulière de la part des consommateurs et dont la fenêtre posologique est relativement tolérante. Les adultes prennent une ou deux pilules, pas 1,15. Répondre aux besoins posologiques spécifiques est difficile et chronophage avec ce type de fabrication traditionnel.
Il est également compliqué de produire de petites quantités de médicament avec les méthodes conventionnelles. Produire quelques deux cents comprimés pour des essais cliniques ou quelques douzaines pour un patient donné est coûteux et inefficace. Ce sont deux raisons essentielles pour lesquelles les fabricants de produits biopharmaceutiques cherchent d'autres manières de produire les médicaments. C'est là qu'intervient l'impression 3D.
L'impression 3D, qui a vu le jour en 1987, est déjà largement utilisée dans de nombreuses industries : du secteur alimentaire aux plastiques, les objets imprimés en 3D sont partout autour de nous. Si l'approbation du premier médicament imprimé en 3D par la Food and Drug Administration date de 2015, aucun autre médicament n'a connu le même sort, du moins jusqu'à présent. La technologie alors mise en œuvre a été conçue à l'origine pour une application bien particulière, il a donc fallu du temps pour l'élargir à d'autres médicaments.
M. Kipping et ses collègues travaillent sur quelques concepts différents d'impression 3D. Ils s'attendent à d'autres homologations à l'avenir.
La pharmacie du futur (proche)
L'une des approches de l'impression 3D, connue sous le nom d'extrusion à l'état fondu, a permis de produire quelques médicaments actuellement en essais cliniques. Sous l'effet d'une forte chaleur, les principes actifs sont mélangés à des additifs qui facilitent l'administration et l'absorption. Trouver la bonne combinaison d'ingrédients "inactifs", ou excipients, est crucial. Sans eux, les principes actifs ne sont pas absorbés et finissent aux toilettes, littéralement.
L'optimisation des excipients est un aspect important du travail de M. Kipping. Comme ce style de fabrication est différent des méthodes classiques, les clients ont besoin d'une combinaison unique d'excipients et de connaissances des procédés de production, ce que M. Kipping et son équipe s'efforcent de développer.
Le procédé de l'extrusion à chaud à l'état fondu, par exemple, est bien plus facile à transporter hors d'une installation industrielle que d'autres méthodes, comme celles impliquant des lasers. Pour assurer la distribution de médicaments personnalisés dans les pharmacies, l'équipe de M. Kipping travaille en étroite collaboration avec une équipe de l'Université de Bari. Ils évaluent une technologie d'impression par extrusion directe qui rend la technologie plus accessible dans les pharmacies locales ou les pharmacies hospitalières.
Dans ce cadre, M. Kipping et d'autres sont optimistes et pensent qu'on pourra bientôt commencer à fabriquer des médicaments en dehors des grandes installations de production. Fabriquer les médicaments à proximité du patient est une autre avancée qui augmenterait légèrement la faisabilité de la médecine personnalisée.
Thomas Kipping (gauche) et Florian Hess (droite) utilisent un testeur de dissolution pour voir comment un comprimé pourrait se comporter dans le corps lors de la libération du médicament.
Focus sur le laser
Pour le plus grand plaisir du fils de M. Kipping, l'impression 3D à l'aide d'un laser est une autre approche. Grâce à d'étroites collaborations entre des groupes de recherche de l'Université d'Uppsala et de l'Université d'Utrecht, l'équipe s'efforce de mieux comprendre les subtilités de l'usage des lasers pour imprimer des pilules en 3D.
Pour faire simple, une fine couche de poudre, comprenant les principes actifs et divers polymères, forme un lit de poudre. Un laser permet ensuite de fondre uniformément les poudres ensemble. Une nouvelle couche de poudre est ajoutée, et le laser revient la faire fondre. Ce procédé est répété jusqu'à ce qu'une forme en 3D apparaisse. Même s'il semble terriblement lent, le procédé progresse à la vitesse de la lumière.
"Les lasers se déplacent extrêmement rapidement dans le lit imprimé", indique M. Kipping.
L'impression par laser permet de créer des pilules assez poreuses, ou possédant de minuscules orifices au sein de leur structure. Le fait que l'eau puisse perméer dans les coins et recoins fait que les pilules se dissolvent rapidement une fois avalées par le patient. C'est pour cette raison que l'impression à l'aide d'un laser est intéressante pour les médicaments qui doivent être libérés immédiatement après avoir été avalés.
"Nous pensons que l'impression basée sur le laser présente un grand potentiel, c'est pourquoi nous travaillons dessus depuis son apparition", indique M. Kipping. Les chercheurs travaillent d'arrache-pied pour intégrer l'impression par laser à la boîte à outils des fabricants de médicaments.
Pour M. Kipping et d'autres qui travaillent dans ce domaine, ils sont à la limite de ce qui est possible et plausible. Les implications pour la médecine personnalisée et l'avenir des soins de santé n'intéressent pas encore son fils. Ce sont encore avant tout les lasers qui l'excitent.
À propos de notre offre
Les problèmes de solubilité restent un défi majeur dans la mise au point de formulations pharmaceutiques. Bien qu'il n'existe pas de solution universelle pour les petites molécules, nos équipes s'évertuent à perfectionner des techniques, dont l'impression 3D, et à développer de nouvelles formulations pour améliorer la solubilité. Nos Services dédiés aux applications aident nos clients à relever un vaste éventail de défis, notamment concernant la simplification de la mise au point des formulations grâce à la gamme d'excipients Parteck® particulièrement innovante.
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