Das unabhängige Forschungszentrum RCPE (Research Center Pharmaceutical Engineering) aus Graz kooperiert mit der FH OÖ Campus Wels, um pharmazeutische Implantate für die Langzeittherapie zu schaffen. Der 3D-Druck spielt dabei eine tragende Rolle, da die Modernisierung der Pharmaherstellung ein Kernziel des RCPE ist.
Beim Projekt „3DPharmInStruc“ arbeitet ein Team aus Biologen, Chemikern, Pharmazeuten und 3D-Druckexperten eng zusammen um neue IDDS zu schaffen. IDDS (insertable and implantable drug delivery systems) sind implantierbare Arzneimittelabgabesysteme. Diese Implantate versprechen ein besseres Therapiemanagement und eine größere Individualisierbarkeit. Gerade kleine Kinder oder ältere Menschen vergessen häufig, ihre Arzneimittel zum richtigen Zeitpunkt und in richtiger Dosis einzunehmen. Das implantierte System kann an die individuellen Bedürfnisse angepasst werden, sodass Vergessen und Überdosierung kein Thema sind. Mithilfe des 3D-Drucks ist die individualisierte Wirkstoffabgabe in der persönlich angemessenen Dosis möglich. Bisher gibt es noch keine 3D-gedruckten Strukturen, die ausreichend untersucht sind. Das pluridisziplinäre Team stellt beim Projekt 3DPharmInStruc sicher, den Ansatz aus allen relevanten Blickwinkeln ausreichend zu betrachtet und zu begleiten.
3D-gedrucktes Implantat bei der Materialprüfung im CT (Bild: FH OÖ)
Um den gesetzlich vorgegebenen Standards der Pharmaindustrie gerecht zu werden, war die Entwicklung eines neuen 3D-Druckers für dieses Projekt nötig. Auch das Material muss diesen hohen Anforderungen entsprechen. Aus diesem Grund arbeitete das Team auch einem maßgeschneiderten Polymer, das den Medikamenten-Wirkstoff einerseits tragen kann und andererseits per 3D-Druck verarbeitet werden kann. Die Projektleiter setzen für 3DPharmInStruc auf die Schmelzschichtung-Technologie, wobei das Polymer-Filament Schicht für Schicht aufgetragen wird und so die Struktur des Implantats entsteht. Das ist mit konventioneller Fertigung nicht möglich. Außerdem kann mithilfe des 3D-Drucks jedes Implantat individuell auf die Bedürfnisse des Patienten zugeschnitten werden.
Qualitätsprüfung mittels Computertomographie für 3D-gedrucktes Implantat
Nach dem Druck des Implantats ist die Qualitäts-Prüfung der nächste entscheidende Schritt. Dabei kommt es auf maßgeschneiderte Testmethoden an und das Berücksichtigen von biorelevanten Parametern. An der FH OÖ am Campus in Wels überprüft das Team unter Leitung von Dr. Sascha Senck das gedruckte IDDS. Dabei greift die Forschungsgruppe auf einen Micro-Computertomographen zurück. Das Implantat wird um die eigene Achse rotiert und das 3D-Volumen kann rekonstruiert werden. Dadurch sind Rückschlüsse auf die innere Struktur des Implantats möglich und die Qualität kann erläutert werden. Wichtig sind vor allem die Angriffsfläche des Stäbchens und die Porosität, da diese Parameter die Wirkstofffreisetzung beeinflussen und somit unmittelbar den Therapieerfolg des Patienten.
Der erste Prototyp zeigt vielversprechende Ergebnisse, noch ist laut Angaben der Verantwortlichen allerdings nicht abzusehen, wann individualisierte IDDS direkt für Patienten verfügbar sind. Betrachtet man die Geschwindigkeit, mit der moderne Technologien, unter anderem auch der 3D-Druck, den medizinischen Bereich revolutionieren, darf man davon ausgehen, dass in Zukunft immer mehr personalisierbare Behandlungen möglich werden. Die additive Fertigung ist aus der Medizin nicht mehr wegzudecken. Im Bereich des Therapie-Managements gibt es bereits Ansätze zur Pillen-Medikation mit zeitversetzter Wirkungsabgabe. Implantate wie im Projekt 3DPharmInStruc verfügen über großes Potential, die Langzeittherapie von Bluthochdruck, Gerinnungsstörungen oder Diabetes für den Patienten noch einfacher zu gestalten. Mehr zum Projekt finden Sie HIER.
Was halten Sie vom 3D-gedruckten Implantat? Lassen Sie uns gerne einen Kommentar da, oder teilen Sie es uns auf Facebook oder LinkedIN mit. Möchten Sie außerdem eine Zusammenfassung der wichtigsten Neuigkeiten im 3D-Druck und der additiven Fertigung direkt und bequem in Ihr Postfach erhalten? Dann registrieren Sie sich jetzt für unseren wöchentlichen Newsletter.
*Titelbildnachweis: RCPE