Produciendo pastillas capa a capa
La impresión 3D permite crear comprimidos personalizados en la fabricación de medicamentos en lugar de producir miles de millones de las mismas pastillas. Conozca a un científico que está haciendo avanzar el campo.
02 de febrero de 2024 | 5 min
La mayoría de los niños no saben lo que hacen sus padres en el trabajo. Pero Thomas Kipping no tiene un trabajo como la mayoría de los padres. Kipping, al menos parte del tiempo, utiliza láseres para hacer pastillas.
Para su hijo de ocho años, Léopol, la idea de que los láseres pudieran utilizarse fuera de las espadas de luz, como ve en sus películas favoritas, es alucinante. Incluso para la mayoría de los adultos, la idea de que los láseres puedan producir medicamentos parece cosa de un futuro lejano. Pero está más cerca de lo que podríamos pensar.
Léopol luce su propio "láser" en casa.
Los láseres son solo una de las varias técnicas utilizadas en la impresión 3D, también conocida como fabricación aditiva, que los investigadores están utilizando para producir medicamentos a escalas más pequeñas. Kipping, junto con sus colegas, busca optimizar las técnicas existentes y perfeccionar las nuevas.
Averiguar cómo fabricar con eficacia lotes más pequeños de medicamentos es un obstáculo logístico importante para avanzar en el campo de la medicina de precisión. La medicina de precisión implica la generación de planes de tratamiento individualizados para los pacientes en función de sus necesidades específicas. Para que esto funcione, los medicamentos tendrán que adaptarse a cada paciente y fabricarse a escalas más pequeñas.
Fuera lo viejo, a veces
La fabricación tradicional de medicamentos se conoce acertadamente como “procesamiento por lotes” y puede durar semanas o incluso meses, produciendo a menudo miles de millones de pastillas. Se precisan una infraestructura e inversión significativas, y tiene una repercusión considerable. En esencia, máquinas grandes comprimen los ingredientes brutos en polvo en una capa sólida, un comprimido.
Esto es ideal para ciertos medicamentos, como el ibuprofeno, que tienen una demanda constante de los consumidores y un intervalo de administración que es relativamente indulgente. Los adultos toman una o dos pastillas, no 1,15 pastillas. Determinar los requisitos de administración específicos es difícil y requiere mucho tiempo en esta configuración de fabricación tradicional.
También es un desafío producir pequeñas cantidades de un medicamento utilizando los métodos tradicionales. Producir un par de cientos de comprimidos para ensayos clínicos o unas pocas docenas para un paciente específico es costoso e ineficiente. Estas son dos razones clave por las que los fabricantes biofarmacéuticos están buscando una forma diferente de producir medicamentos. Entremos en la impresión 3D.
La impresión 3D, que se inició en 1987, ya se utiliza mucho en numerosas industrias; desde el sector alimentario hasta los plásticos, los objetos impresos en 3D están a nuestro alrededor. Si bien el primer medicamento aprobado por la Administración de Alimentos y Medicamentos se imprimió en 3D en 2015, no le han seguido otros medicamentos, al menos no todavía. La tecnología que se utilizó en 2015 había sido inicialmente diseñada para una aplicación muy específica por lo que ha llevado tiempo ampliar la tecnología a otros medicamentos.
Kipping y sus colegas trabajan en unos cuantos conceptos diferentes de impresión 3D. Prevén más aprobaciones en el horizonte.
Farmacia del futuro (próximo)
Un enfoque de impresión en 3D, conocido como extrusión de fundición, tiene algunos medicamentos actualmente en ensayos clínicos. Utilizando mucho calor, los principios activos se mezclan con otros aditivos que contribuyen a su administración y absorción. Obtener la mezcla correcta de ingredientes “inactivos”, conocidos como excipientes, es crucial. Sin ellos, los principios activos no serán absorbidos y terminarán, literalmente, en el baño.
La optimización de los excipientes es un aspecto importante del trabajo de Kipping. Dado que el estilo de fabricación es diferente al de los métodos tradicionales, los clientes necesitan una combinación única de excipientes y conocimientos de fabricación, que Kipping y su equipo contribuyen a crear.
El proceso de extrusión de fusión en caliente, por ejemplo, es mucho más fácil de transportar fuera de entornos industriales que otros métodos, entre ellos los que utilizan láseres. Para permitir la administración personalizada de medicamentos en las farmacias, el equipo de Kipping está trabajando estrechamente con un equipo de la Universidad de Bari. Están evaluando la tecnología de impresión por extrusión directa que hace más accesible la tecnología a las farmacias locales u hospitalarias.
Debido a esto, Kipping y otros investigadores son optimistas en cuanto a que la fabricación de medicamentos pronto comenzará a realizarse fuera de los grandes entornos de fabricación. La fabricación de medicamentos cerca del paciente es otro avance que haría que la medicina personalizada fuera un poco más factible.
Thomas Kipping (I) y Florian Hess (D) usan un probador de disolución para ver cómo actuaría un comprimido en el organismo cuando se libere el medicamento.
Enfocados al láser
La impresión 3D con láser, para el deleite del hijo de Kipping, es otro enfoque. A través de colaboraciones estrechas entre los grupos de investigación de la Universidad de Uppsala y la Universidad de Utrecht, el equipo está trabajando para comprender mejor las complejidades del uso del láser para imprimir pastillas en 3D.
En esencia, una capa de polvo fina, que contiene principios activos y una variedad de polímeros, forma un lecho de polvo. A continuación, un láser funde uniformemente los polvos. Entra una nueva capa de polvo y el láser vuelve a fundirlo. Este proceso se repite hasta que adquirir una forma en 3D. Aunque suena minuciosamente lento, va a la velocidad de la luz.
“Los láseres se mueven súper rápido a través del lecho de impresión”, dice Kipping.
La impresión con láser crea pastillas que son bastante porosas o que tienen pequeños agujeros que las atraviesan. El hecho de que el agua pueda penetrar a través de rincones y recovecos significa que las pastillas se disolverán rápidamente después de que el paciente las trague. Por ello, la impresión con láser es atractiva para los medicamentos que requieren liberación inmediata una vez ingeridos.
“Vemos mucho potencial para la impresión con láser y ese es el motivo por el que estamos trabajando en ello desde las primeras etapas”, comparte Kipping. Los investigadores están trabajando duro para llevar la impresión láser a los kits de herramientas de los fabricantes de medicamentos.
Para Kipping y otros investigadores que trabajan en esta campo, están justo al borde de lo que es posible y plausible. Las implicaciones para la medicina personalizada y el futuro de la atención sanitaria no son todavía interesantes para su hijo. Todavía está más entusiasmado con los láseres.
Acerca de nuestras ofertas
La poca solubilidad sigue siendo un problema importante en el desarrollo de formulaciones farmacéuticas. Si bien no existe una solución única para las moléculas pequeñas, nuestros equipos trabajan para perfeccionar las técnicas, incluida la impresión 3D, y desarrollar nuevas formulaciones para mejorar la solubilidad. Nuestro servicios de aplicaciones ayudan a los clientes en una amplia variedad de desafíos, entre ellos la simplificación del diseño de la formulación con la innovadora cartera de excipientes Parteck®.
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