Medicamentos impresos en 3D: ¿por qué son el futuro de la medicina personalizada?
El acercamiento de la llamada medicina personalizada está cada aquí, y vendrá de la mano de las tecnologías 3D. Actualmente, uno de los sectores con mayor acogida de estas tecnologías es sin duda el sector médico, que las ha adaptado para el desarrollo de prótesis, implantes y muchas técnicas más que llegan hasta el posible desarrollo de órganos bioimpresos en 3D. Uno de los grandes desarrollos en este campo son también los medicamentos impresos en 3D, otro gran avance que nos acerca a la medicina adaptada al paciente y que podría cambiar los tratamientos medicos de manera radical. El día de hoy centraremos nuestra atención en resolver algunas de las principales cuestiones que rodean a la fabricación de medicamentos con tecnologías 3D: ¿cuáles son las técnicas de fabricación de medicamentos que hay actualmente? ¿cuáles han sido los primeros desarrollos? y, por supuesto, ¿qué supondrá en la industria farmacéutica su asentamiento?.
Actualmente son millones de personas las que utilizan medicamentos diariamente bajo prescripción médica para el tratamiento de diferente enfermedades. Debido a la producción en masa de píldoras, muchas veces consumimos dosis por encima de las recomendadas. De acuerdo al equipo de Multiply Labs, fabricantes de filamento farmacéutico para la creación de píldoras 3D: “En la actualidad, los medicamentos se desarrollan especialmente para los hombres blancos adultos, lo que significa que todas las mujeres y niños tienen una prescripción excesiva para su cuerpo”, nos cuenta Fred Paretti, CEO de la startup. Este hecho pone de manifiesto la importancia de la llegada de medicamentos personalizados, además de destacar la individualidad de cada paciente. Ya que el error en la dosificación de ciertos principios activos puede incluso provocar el mal funcionamiento de algunos tratamientos.
Desde el 2018 el mercado de los medicamentos impresos en 3D tiene una tasa de crecimiento del 7% | Créditos: Industry Stats Report
Al mirar los desarrollos de medicamentos impresos en 3D vemos un futuro alentador. En los últimos dos años el mercado de los medicamentos impresos en 3D ha tenido un gran aumento, desde el 2018 tiene un tasa de crecimiento anual del 7% en su valor, esperando alcanzar un valor de $ 437.04 millones de dólares en 2025, de acuerdo al estudio de Industry Stats Report. El país que más peso tiene en su crecimiento es actualmente EE.UU. con un 39.75% en los ingresos totales. Esto es debido a que las grandes farmacéuticas del país están apostando más por la investigación y desarrollo de las técnicas 3D.
¿Cuándo comenzaron los medicamentos impresos en 3D?
Fue en 2015 cuando llegó el primer medicamento impreso en 3D: Spritam, una píldora creada con tecnologías de lecho de polvo utilizada para el tratamiento de la epilepsia. Este fue igualmente el primer medicamento aprobado por el FDA (Administración de Alimentos y Medicamentos Estadounidense). Este primer desarrollo creado por Aprecia Pharmaceuticals abrió la puerta a la fabricación personalizada y aceptada de píldoras que permitían una dosis diferente y personalizada para cada paciente. Actualmente, Aprecia se ha convertido en uno de los actores clave de esta industria, sigue fabricando este medicamento con su tecnología patentada ZipDose®, que permite a los medicamentos disolverse en segundos, gran ventaja para las personas que sufren esta enfermedad o para los pacientes que tiene problemas para tragar.
En 2015 se dio a conocer el primer medicamento impreso en 3D: Spritam | Créditos: Aprecia Pharmaceuticals
El mismo año de la llegada de Spritam, el Dr. Martin Burke del Howard Hughes Medical Institute y su equipo de investigadores, desarrollaron una impresora 3D para la fabricación de medicamentos a través de bloques de moléculas. Esto fue logrado al notar que en el caso de moléculas pequeñas hay algunos patrones (grupos de átomos) que se repiten. Por lo tanto, aislaron cientos de estos patrones y crearon la impresora 3D capaz de ensamblarlos para crear la molécula deseada, que en su caso contenía compuesto químicos, permitiendo el desarrollo de píldoras personalizadas.
Otro de los grandes hallazgos que se dieron a conocer en los primeros años de desarrollo de los medicamentos 3D, fue un estudio de la Universidad Nacional de Singapur (NUS) en el que demostraba que se podían imprimir varios medicamentos en una misma píldora, así como programar la liberación de las sustancias. La empresa que ha llevado esta idea a la realidad y comenzó en 2016 es la startup Multiply Labs, que actualmente se dedica a la fabricación de filamento farmacéutico que permite la impresión de píldoras, con liberación programada: “En Multiply Labs, aplicamos la impresión 3D a la fabricación de la cápsula o contenedor del medicamento. No es una cápsula normal, dentro de esta cubierta impresa en 3D, en realidad tenemos cámaras o compartimentos separados. Y cada parte de la cápsula puede liberar un medicamento en un tiempo diferente”, nos cuenta Paretti. Aunque esta empresa no se dedica a la impresión de sustancias activas, su píldoras impresas en 3D pueden ser una solución para las grandes farmacéuticas, que permitirían consumir únicamente una pastilla al día para cubrir diferentes necesidades.
Multiply Labs crea píldoras impresas en 3D que permiten almacenar diferentes compuestos activos |Créditos: Multiply Labs
Tecnologías de fabricación de medicamentos en 3D que existen actualmente
Desde la llegada del primer medicamento impreso en 3D en 2015 el desarrollo de técnicas para su fabricación en 3D han ido en aumento. Retomando las bases de las ya conocidas tecnologías de impresión 3D, el sector farmacéutico ha sabido adaptarlas para su utilización. En la identificación de estas técnicas hemos contado con la colaboración de FabRx, “Spin-out de biotecnología farmacéutica del University College of London (UCL), que se especializa en la impresión 3D de formas de dosificación oral, es decir, creación de medicamentos mediante fabricación aditiva”, nos contó Patricija Januskaite Científica Sénior de la farmacéutica.
Deposición Fundida (FDM)
La técnica FDM/FFF es una de la más extendidas en la impresión de medicamentos en 3D. Para la fabricación de las píldoras se pueden utilizar filamentos cargados con medicamentos. Uno de los grandes retos al utilizar esta técnica es el ajuste de las temperaturas de la extrusión para que esto no afecte los principios activos de los ingredientes de cada píldora. “El modelado por deposición fundida tiene la capacidad de fabricar combinaciones de múltiples medicamentos (pólipos), así como tabletas de liberación sostenida o retardada”, nos cuenta Patricija.
Además de la técnica de cargar los filamentos con medicamentos, existe igualmente la posibilidad de utilizar filamentos farmacéuticos que no afectarían el medicamento contenido, tal es el caso de los desarrollo de Multiply Labs que además permiten la creación de cápsulas con liberación controlada: “Nosotros podemos imprimir en 3D un compartimento/píldora con una pared muy delgada que pueda liberar el producto, en unos 30 minutos, y luego agregar otra pared que pueda liberar otro medicamento en 2 horas; todo en una cápsula única con dos compartimentos que permiten un liberación programada”, comenta Fred.
Extrusión directa de polvo
Esta es una técnica similar a la utilizada para el desarrollo del primero medicamento impreso en 3D: ZipDose®, en el caso de esta última, su desarrollo se utiliza principalmente para crear medicamentos con alta carga de medicación y con alta desintegración debido a la porosidad de los materiales. La extrusión directa de polvo como tal ha sido patentada por FabRx. Se trata de la extrusión de material en polvo (una mezcla de principios activos y excipientes) a través de una boquilla utilizando un extrusor de tornillo único. Este tipo de medicamentos permiten dosificación de liberación sostenida o retardada, de acuerdo a la farmacéutica británica.
Estereolitografía (SLA)
La estereolitografía o SLA al igual que en las técnica que ya conocemos utiliza fotopolímeros para la solidificación de resinas o materiales líquidos. En el caso de esta tecnología se pueden incorporar medicamentos en la red de polímeros para producir píldoras cargadas con principios activos o desarrollar dispositivos médicos de liberación sostenida. Esta tecnología es la que mejor permite la combinación de diferentes medicamentos un mismo contenedor 3D.
Tecnología de Sinterizado Selectivo por Láser (SLS)
La fabricación de una píldora en 3D con tecnología SLS, se refiere a la mezcla principios activos con algunos copolímeros, consiguiendo la fusión de dichos polvos a través de un láser, siendo el mismo principio de la técnica SLS que conocemos. La utilización de esta técnica permite crear medicamentos con varias características: pueden ir desde formas de dosificación de liberación controlada hasta bucodispersables.
Pastillas creadas con la tecnología SLS de Sintratec | Créditos: Sintratec
Impresión por inyección de tinta (Inkjet)
Aunque esta técnica nos recuerde a métodos de impresión 2D, al analizarla podría incluso acercarse más a la tecnología Binder Jetting. En el caso de la fabricación de medicamentos se se rocían combinaciones de ingredientes activos y excipientes o tintas a través de la boquilla que deposita estructuras 3D. Se solidifican con ayuda de un sustrato de polvo que se rocía posteriormente.
Además de las técnicas mencionadas existen variaciones en algunas de ellas, y muchas farmacéuticas se encuentran desarrollando sus propias tecnologías o mejorando algunas de las que ya existen.
¿Qué futuro le depara a la fabricación de medicamentos en 3D?
Aunque aún podemos considerar que estamos en una fase temprana del desarrollo de medicamentos en 3D, y la llegada oficial de la medicina personalizada, no podemos negar que el crecimiento de este sector va a pasos agigantados. Las empresas entrevistadas coinciden que veremos cambios en nuestro consumo de medicamentos en menos de una década si esto continua creciendo como hasta ahora.
Además de la rapidez en los desarrollos, no hay que dejar de lado la importancia de someter estas novedades a las regulaciones que tiene un sector como el médico. Ya que al igual que la llegada de muchas nuevas tecnologías un mal uso de la impresión de medicamentos podría derivar en daños en muchos pacientes, e incluso permitir la adaptación de estás técnicas para la inclusión de otras sustancias nocivas para la salud.
Aún así, sabemos que el futuro de los medicamentos en 3D es sin duda algo prometedor y que cambiará el rumbo de la medicina actual: “En diez años ningún paciente aceptará tomar lo mismo que otro millón de personas. Y ningún médico le recetará lo mismo a dos pacientes”, concluye Fred Paretti de Multiply Labs.
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