Impresión 3D de medicamentos personalizados con goatAM
Reinventar la impresión 3D para el sector farmacéutico es la ambición que hay detrás de goatAM. Apoyándose en su experiencia investigadora, los fundadores de la empresa desarrollan soluciones para la producción de medicamentos personalizados, entre ellas pastillas impresas en 3D. Con este enfoque innovador, goatAM quiere transformar el acceso a los tratamientos a medida, situar al paciente en el centro de la atención sanitaria y contribuir a democratizar la impresión 3D. Hablamos con la startup para conocer mejor su visión, sus tecnologías y los retos de imprimir medicamentos en 3D.
3DN: ¿Pueden presentarse y contarnos cómo llegaron a la impresión 3D y cómo nació goatAM?
Somos Tilmann Spitz (CEO y fundador) y Fabian Loose (CTO y fundador) de goatAM. Ambos ingenieros mecánicos formados en la Universidad Técnica de Colonia, desarrollamos nuestra labor de investigación en el Laboratorio de Sistemas de Producción de la universidad. Fue allí donde descubrimos la impresión 3D y empezamos a desarrollar sistemas y técnicas especializadas, sobre todo para aplicaciones industriales. Nuestro trabajo incluyó impresoras 3D de 6 ejes, impresión de espumas poliméricas de gran formato y herramientas de análisis asistidas por IA para la transformación de plásticos.
El equipo de goatAM. A la izquierda, Fabian Loose; a la derecha, Tilmann Spitz. (Créditos de la foto: goatAM)
goatAM se fundó tras la finalización de varios proyectos universitarios. En 2018, la Universidad Heinrich Heine de Düsseldorf se puso en contacto con nosotros para explorar la impresión 3D de medicamentos personalizados. Aunque en aquel momento nuestra experiencia estaba anclada en la ingeniería mecánica, el tema nos fascinó enseguida. De esa colaboración surgieron dos proyectos: uno centrado en la impresión 3D de pastillas de dosis única mediante una extrusora de husillo para una producción centralizada, y otro basado en un enfoque FDM para la fabricación descentralizada en farmacias. El éxito del segundo proyecto, realizado con la Universidad Heinrich Heine y Merck KGaA, despertó un gran interés y acabó dando lugar a la creación de goatAM y a la comercialización de nuestra tecnología.
3DN: ¿Qué tecnología de impresión 3D y qué materiales utilizan para las pastillas impresas en 3D?
La impresión 3D de medicamentos personalizados recurre a distintas tecnologías, desde el material jetting y el DMLS hasta el FDM y el SLS. A diferencia de las máquinas FDM convencionales, que utilizan bobinas de filamento continuo, nosotros hemos desarrollado cartuchos específicos en los que los materiales, ya mezclados con el principio activo, se almacenan y se integran directamente en el proceso de impresión.
La impresora 3D de pastillas de la empresa (Créditos de la foto: goatAM)
Estos materiales se producen con una extrusora de husillo farmacéutica, de forma similar a como se procesan polímeros habituales como el ABS o el PLA. Sin embargo, los polímeros que utilizamos están diseñados específicamente para mezclarse con sustancias activas y ser metabolizados por el organismo. Cada uno se selecciona con cuidado para evitar cualquier reacción adversa con el principio activo. Un ejemplo muy utilizado en investigación es el Eudragit de Evonik, aunque no es compatible con todas las sustancias activas.
En el marco de un proyecto realizado con la Universidad Técnica de Colonia, la Universidad Heinrich Heine de Düsseldorf y Merck, esta última desarrolló un polímero innovador compatible con una amplia gama de principios activos. Dado que algunos compuestos no pueden convertirse en forma sólida, hemos ampliado nuestro sistema para incluir semisólidos, lo que aumenta todavía más la diversidad de sustancias que se pueden procesar.
3DN: ¿Cuáles son las ventajas de su impresora 3D de pastillas y quién puede utilizar las pastillas impresas en 3D?
Las pastillas impresas en 3D ofrecen ventajas importantes frente a los comprimidos convencionales. Permiten una dosificación precisa sin alterar el material y ofrecen un control específico de la liberación del principio activo. Ajustando la relación entre superficie y volumen se puede afinar la velocidad de absorción, ya que una mayor superficie libera más cantidad de sustancia de una sola vez. También es posible combinar varios principios activos en una sola pastilla, lo que reduce el número de comprimidos que debe tomar el paciente. Esta innovación resulta especialmente beneficiosa para los pacientes de edad avanzada, ya que mejora tanto la comodidad como la adherencia al tratamiento.
Nuestro sistema de impresión destaca por poder utilizarse directamente en el punto de atención, por ejemplo en hospitales o farmacias. Para lograrlo, desarrollamos un proceso de limpieza optimizado que reduce al mínimo los tiempos de parada durante los cambios de material, lo que hace más rentable su integración en las farmacias. Además, nuestra impresora cuenta con un sistema de control de calidad basado en IA que no tiene equivalente. Con ayuda de varios sensores podemos evaluar en tiempo real si cada comprimido cumple las especificaciones requeridas. Si no es así, los parámetros de impresión se ajustan automáticamente para garantizar que el producto final cumpla los estándares de calidad.
Impresión 3D de una pastilla. (Créditos de la foto: goatAM)
Todavía queda camino por recorrer antes de que nuestros sistemas de impresión se desplieguen a gran escala en las farmacias. A corto plazo se utilizarán en el desarrollo de fármacos, en ensayos clínicos y en entornos hospitalarios. Sus aplicaciones en pediatría y oncología son especialmente prometedoras. En los niños, el metabolismo cambia con rapidez, por lo que resulta esencial una producción flexible de lotes pequeños y personalizados. En oncología, incluso pequeñas variaciones en la dosis pueden tener un gran impacto en la eficacia del tratamiento y en la recuperación del paciente.
3DN: ¿En qué están trabajando actualmente y cuáles han sido sus proyectos más apasionantes hasta ahora?
Actualmente contamos con un prototipo cuyo rendimiento se ha validado en el laboratorio. Ahora nos centramos en convertirlo en un producto listo para el mercado, reducir su tamaño para crear un equipo de sobremesa y optimizar su facilidad de uso para que pueda integrarse sin problemas en el día a día de farmacéuticos y técnicos. En el plano del diseño, estamos afinando los subconjuntos para hacer posible una producción en serie rentable. Al mismo tiempo, desarrollamos nuestra estrategia de marketing y distribución mientras identificamos clientes que puedan probar y mejorar nuestros sistemas. Por último, colaboramos con nuevos socios y proveedores, en particular con los que desarrollan filamentos que contienen principios activos, con el objetivo de ampliar en el futuro nuestra gama de medicamentos impresos en 3D.
(Créditos de la foto: goatAM)
Tuvimos la oportunidad de formar parte de un consorcio con la Universidad Heinrich Heine de Düsseldorf y Merck KGaA dentro de un proyecto de investigación financiado por el Ministerio Federal de Educación e Investigación. Esta colaboración nos permitió cubrir casi toda la cadena de producción. Mientras Merck desarrollaba polímeros especializados para la impresión 3D farmacéutica y la Universidad Heinrich Heine integraba los principios activos en esos polímeros, nuestro equipo se centró en desarrollar la impresora capaz de procesarlos. Este esquema nos permitió coordinar a la perfección cada etapa del proceso.
También participamos actualmente en varios grupos de trabajo que estudian cómo evaluar el valor de un comprimido impreso en 3D. Dadas las numerosas ventajas de esta tecnología frente a los métodos de fabricación tradicionales, esos beneficios deben reflejarse en un modelo de costes. Por ejemplo, el ahorro en tiempo de recuperación o la reducción de tratamientos secundarios provocados por efectos adversos podrían justificar un precio unitario más elevado para estos comprimidos.
3DN: ¿Cuáles son los principales retos de la impresión 3D de pastillas y cómo esperan mejorar el sistema sanitario con su impresora 3D?
Nuestro trabajo se ha centrado sobre todo en tres aspectos clave: los requisitos ligados al principio activo, la facilidad de limpieza de la máquina y el control de calidad. En la impresión 3D convencional es bien sabido que cada material plantea sus propios retos. En nuestro caso, es fundamental controlar con cuidado las temperaturas a las que se expone el agente activo y el tiempo que permanece en estado fundido para evitar cualquier degradación.
La limpieza del sistema es igual de esencial. No debe quedar ningún resto de sustancia activa de producciones anteriores. Por tanto, el proceso de limpieza debe ser a la vez exhaustivo y eficiente, algo que ha supuesto un reto importante de resolver. Por último, es vital garantizar que cada comprimido contenga la cantidad exacta de principio activo. Para ello hemos integrado una serie de sensores, entre ellos células de carga, que ajustan automáticamente los parámetros del proceso para asegurar que cada comprimido cumpla las especificaciones requeridas.
(Créditos de la foto: goatAM)
La medicina personalizada representa sin duda el futuro de la atención al paciente. Algunas grandes farmacéuticas incluso prevén que en 2030 todas las nuevas terapias se diseñarán para ser individualizadas. Sin embargo, esas terapias, por muy eficaces que sean, solo podrán aportar beneficios reales si es posible distribuirlas de forma rentable. Los sistemas de producción actuales, concebidos para fabricar cientos de miles de comprimidos de una sola vez, no se adaptan a la individualización. Hoy por hoy, la única alternativa es fabricar los medicamentos de forma manual, un método costoso y difícil de desplegar a gran escala por la falta de personal cualificado.
Nuestro sistema de impresión 3D ofrece una solución clara: una producción sencilla y rentable de medicamentos, directamente allí donde se necesitan. Vemos nuestra tecnología como una auténtica puerta de entrada, una herramienta que médicos, farmacéuticos y técnicos pueden utilizar para desarrollar nuevas terapias y ofrecer a cada paciente la atención personalizada que merece.
3DN: ¿Quieren añadir algo más para nuestros lectores sobre los objetivos a largo plazo de goatAM?
Como decíamos antes, ahora mismo estamos optimizando nuestro prototipo para convertirlo en un producto listo para el mercado, con el objetivo de completar esta fase en un año. Prevemos lanzarlo al mercado en un plazo de 18 meses, empezando por Europa y sin perder de vista los mercados internacionales, en particular Estados Unidos y Asia, que son objetivos estratégicos clave. Al principio, el sistema lo utilizarán sobre todo institutos de investigación, empresas farmacéuticas y farmacias hospitalarias.
Dentro de unos cinco años esperamos ver su adopción en farmacias de formulación magistral y farmacias comunitarias. Para entonces prevemos lanzar una segunda versión del sistema y explorar otros ámbitos de aplicación, como los complementos alimenticios personalizados y la medicina tradicional en Asia, dos mercados muy prometedores.
En el futuro, goatAM también espera conquistar los mercados asiático y estadounidense. (Créditos de la foto: goatAM)
Nuestro sueño es conseguir algún día que los tratamientos personalizados estén al alcance de todos los pacientes mediante comprimidos impresos en 3D. En ese futuro, nuestro sistema de impresión estaría disponible en las farmacias de barrio. Cuando alguien se encontrara mal, acudiría a su médico, que podría analizar su metabolismo con una simple prueba. El médico le prescribiría entonces el medicamento y la dosis adecuados. El paciente podría llevar esa receta a la farmacia que prefiriera, donde el farmacéutico introduciría los materiales necesarios en la impresora, cargaría los datos de la receta e iniciaría el proceso de impresión. Unos minutos después, el medicamento estaría listo para recoger. Lo ideal sería que los pacientes pudieran marcharse con sus comprimidos personalizados justo después de la consulta. Para hacer realidad esta visión no solo desarrollamos impresoras 3D, sino que también colaboramos con empresas farmacéuticas para suministrar los materiales necesarios y ayudar a las farmacias a desarrollar formulaciones personalizadas.
Por desgracia, el sector farmacéutico sigue siendo muy conservador, lo que a menudo genera obstáculos, sobre todo a la hora de introducir nuevas tecnologías y métodos de producción. Además, el desarrollo de hardware es un proceso largo y complejo. Nuestra prioridad principal ahora mismo es encontrar inversores y socios dispuestos a acompañarnos en este camino. Buscamos especialmente a personas con visión de futuro interesadas en aplicar nuestra tecnología a otros campos, como la medicina veterinaria o la producción de implantes activos. Esperamos cerrar pronto nuestra ronda de financiación para poder centrarnos por completo en el desarrollo y el lanzamiento comercial. Para saber más sobre goatAM, haz clic AQUÍ.
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*Créditos de la foto de portada: goatAM
