Deutsches Konsortium PolyPrint stellt personalisierbare Medikamente mittels 3D-Druck her

Einer im Jahr 2021 in Deutschland durchgeführten Studie der Bundesvereinigung Deutscher Apothekerverbände zufolge sind mehr als 50 Prozent der Personen dazu gezwungen, Medikamente einzunehmen, 30 Prozent von ihnen gerade einmal ein bis zwei Medikamente. Doch ganze zehn Prozent der Personen müssen fünf oder sogar mehr Medikamente regelmäßig einnehmen. Doch wie groß ist der jeweilige Behandlungserfolg dieser Medikamente, die oftmals nicht zu 100 Prozent auf den jeweiligen Patienten zugeschnitten sind? Die Nachfrage nach individualisierten Medikamenten wird immer größer, vor allem, da sie den Behandlungserfolg erhöhen, zugleich aber auch dafür sorgen, dass Nebenwirkungen gemindert werden. Das Konsortium PolyPrint, bestehend aus der Technischen Hochschule Köln, der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, der Merck KGaA und der Gen-Plus GmbH & Co. KG, haben sich mit dem 3D-Druck zur Herstellung von personalisierbaren Medikamenten beschäftigt, um somit Krankenhäuser und Apotheken zu unterstützen.

In 3D gedruckt wird im Labor für Fertigungssysteme der Technischen Hochschule Köln. Diese entwickelten einen Prototypen eines neuen 3D-Druckers, der mit zwei Druckköpfen arbeitet. Das Ziel ist es, das System weiterhin so auszubauen, dass in der Zukunft bis zu acht Druckköpfe integriert und gemeinsam arbeiten können. Doch auch was die Zertifizierung im medizinischen Sektor angeht, so entspricht die Arbeit des Konsortiums bereits den Anforderungen der „Good Manufacturing Practice“ nach dem EU-GMP-Leitfaden, der explizit Vorgaben für pharmazeutische Produkte vorsieht. Das bedeutet, dass PolyPrint für einen komplett abgekapselten Druckraum sorgen musste und auch alle Komponenten, die mit dem 3D-Material in Berührung kommen können, sollten leicht zu reinigen und zu entfernen sein.

Tabletten in einer Reihe von Formen (Bild: Gen-Plus GmbH)

Der 3D-Druck-Prozess der Medikamente

Die Firma Merck sorgte für die Polymere, die anschließend für den 3D-Druck der Medikamente verwendet werden sollten. Da das Alleinstellungsmerkmalen von Medikamenten dessen Auflösung nach dem Einnehmen des Patienten sind, waren die Anforderungen an das Polymer daher dessen hohe Wasserlöslichkeit, hohe thermische Stabilität und eine geringe Verarbeitungstemperatur. Anschließend lag es an dem Institut für Pharmazeutische Technologie und Biopharmazie der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf und der Firma Gen-Plus, die für den Schritt vom Polymer zur Tablette zuständig sind. Ein besonderer Fokus lag dabei auf dem Extruder, da dieser für die Vermischung des essentiell wichtigen Wirkstoffs und des Polymers verantwortlich ist. Daher wurde dieser so eingestellt, dass selbst bei geringen Dosierungen des Wirkstoffs vollständig homogene Filamente entstehen, sodass jede Tablette die exakt gleiche Menge an Wirkstoff enthält. Dies ist ein wichtiger Faktor, denn wäre es eine falsche Dosierung, so könnte dies im schlimmsten Fall lebensbedrohlich sein.

Das Konsortium ist sich über die Vorteile des 3D-Drucks von Medikamenten einig: damit kann es gelingen, die Freisetzung des Wirkstoffs im Körper über bestimmte Oberflächen zu steuern. Als Beispiel führte das Konsortium die Entwicklung einer Tablette gegen Parkinson an, die insgesamt drei unterschiedliche Wirkstoffe enthielt. Dieses Medikament wurde so konzipiert, dass die Wirkstoffe nacheinander im Körper einsetzen, das bedeutet, dass anstatt von drei Tabletten lediglich eine einzige eingenommen werden muss und trotzdem die selben Wirkstoffe verabreicht werden.

Zukünftige Pläne des Konsortiums PolyPrint

Die Arbeit von Polyprint soll zukünftig Apotheken und Krankenhäusern zugute kommen, denn vor allem auf Grund der leichten Erlernbarkeit des 3D-Drucks soll dies einen großen Mehrwert bringen. Vor allem sieht PolyPrint dabei die Behandlung von Kindern als bahnbrechend, da diese ohnehin schon Probleme mit der Medikamenteneinnahme haben, kann sich die Anzahl des nötigen Tabletten um einiges verringern. Möglich sollen somit die Chargengrößen zwischen einer und bis zu 100 Tabletten sein. Wenn Sie mehr über das Projekt erfahren möchten, dann klicken Sie HIER.

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*Titelbildnachweis: HHU Düsseldorf