Φάρμακα: Στο μέλλον θα «τυπώνετε» τα χάπια σας επιτόπου

Χάπια με γεύση σοκολάτα ή με χαριτωμένα σχήματα όπως ψαράκια ή αρκουδάκια για τα παιδιά που μισούν να λαμβάνουν τα φάρμακά τους. Διαφορετικές δραστικές ουσίες «κλεισμένες» σε μια κάψουλα για τους ηλικιωμένους που χρειάζεται να λαμβάνουν πολλά φάρμακα ημερησίως και αντιμετωπίζουν πρόβλημα στο να θυμούνται ποιο χάπι πρέπει να πάρουν κάθε φορά.

Φάρμακα «κομμένα και ραμμένα» με βάση το γενετικό προφίλ ή το ανοσοποιητικό σύστημα του κάθε ατόμου. Φάρμακα που θα τυπώνονται στο φαρμακείο της γειτονιάς στην εξατομικευμένη δόση την οποία χρειάζεται ο εκάστοτε ασθενής.

Εμβόλια που θα τυπώνονται επί τόπου σε περιοχές του πλανήτη όπου σήμερα είναι δύσκολο να έχει πρόσβαση σε αυτά ο πληθυσμός – γεγονός άκρως σημαντικό, ιδίως σε καταστάσεις έκτακτης ανάγκης, όπως η πρόσφατη κορωνο-πανδημία που βιώσαμε.

Σε φαρμακεία, νοσοκομεία, ακόμη και σε απομακρυσμένες περιοχές του πλανήτη

Αυτά είναι μόνο λίγα από τα πλεονεκτήματα της τρισδιάστατης εκτύπωσης φαρμάκων, ενός νέου συστήματος παρασκευής φαρμάκων μέσα σε φαρμακεία, νοσοκομεία και άλλα σημεία υγειονομικού ενδιαφέροντος, ακόμη και σε απομακρυσμένες περιοχές όπου δεν είναι εύκολη η πρόσβαση του πληθυσμού σε φάρμακα.

Η πρώτη έγκριση φαρμάκου-προϊόντος 3D εκτύπωσης

Το 2015 ο αμερικανικός Οργανισμός Τροφίμων και Φαρμάκων (FDA) ενέκρινε το πρώτο φάρμακο-«προϊόν» τρισδιάστατης εκτύπωσης – επρόκειτο για το φάρμακο Spritam (δραστική ουσία levetiracetam) που χορηγείται για την επιληψία.

Ανάλυση των αποτελεσμάτων του τρισδιάστατου εκτυπωτή φαρμάκων
ο οποίος λειτουργεί με τρόπο παρόμοιο με εκείνο των απλών εκτυπωτών ψεκασμού μελάνης
(inkjet) που έχουμε στα σπίτια και στα γραφεία μας (R. Eskalis/NIST)

Αυτή τη στιγμή αρκετές φαρμακευτικές εταιρείες αναπτύσσουν τα δικά τους «εκτυπωμένα» φάρμακα. Ωστόσο η ευρεία υιοθέτηση της τρισδιάστατης εκτύπωσης φαρμάκων απαιτεί πολύ αυστηρά μέτρα ελέγχου ώστε να διασφαλίζεται πως ο κάθε ασθενής λαμβάνει το σωστό φάρμακο στη σωστή δόση με βάση τις ανάγκες του. Διότι είναι προφανές πως ακόμη και μια μικρή απόκλιση σε σχέση με τη σωστή δοσολογία της δραστικής ουσίας του εκάστοτε φαρμάκου κατά τη διαδικασία εκτύπωσης μπορεί να βλάψει έναν άνθρωπο, ακόμη και να θέσει σε κίνδυνο τη ζωή του.

Αξιολόγηση των προσεγγίσεων

Σε μια νέα μελέτη που δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό «Molecular Pharmaceutics» ο ερευνητής του Εθνικού Ινστιτούτου Προτύπων και Τεχνολογίας των ΗΠΑ (NIST) δρ Τόμας Φορμπς αξιολογεί διάφορες προσεγγίσεις προκειμένου να διασφαλίσει ότι οι τρισδιάστατοι εκτυπωτές φαρμάκων λειτουργούν σωστά.

Στο πλαίσιο της μελέτης ο ειδικός διεξάγει ενδελεχή ανάλυση και εντοπίζει τις σωστότερες διαδικασίες και πρωτόκολλα προκειμένου η τρισδιάστατη εκτύπωση να παράγει φάρμακα στη σωστή δοσολογία και με τη σωστή μίξη ουσιών.

Οι εκτυπωτές inkjet στο «μικροσκόπιο»

Παρότι υπάρχουν διάφορες μέθοδοι εκτύπωσης φαρμάκων ο Φόρμπς επικεντρώνεται σε μια από τις πιο κοινές: τους εκτυπωτές ψεκασμού μελάνης (inkjet) και παρόμοια με αυτούς συστήματα που μπορούν να εκτυπώσουν εξατομικευμένες θεραπείες κατά παραγγελία.

O δρ Φορμπς πραγματοποιεί μετρήσεις της απόδοσης των τρισδιάστατων εκτυπωτών (R. Eskalis/NIST)

Οπως συμβαίνει με τους οικιακούς εκτυπωτές ψεκασμού μελάνης, ο εκτυπωτής ψεκασμού φαρμάκων διαθέτει ακροφύσια τα οποία ψεκάζουν τα υγρά υλικά από τα οποία αποτελείται το φάρμακο μέσα σε μικροσκοπικά δοχεία σε έναν δίσκο ή και απευθείας μέσα σε κάψουλες.

Χάπια, κάψουλες, φιλμ

Μέσω λυοφιλίωσης (ψυχρή ξήρανση) και άλλων διαδικασιών το υγρό μπορεί να μετατραπεί σε χάπι ή σε μια σκόνη που θα μπει μέσα σε κάψουλα. Μπορεί επίσης να μετατραπεί σε ένα λεπτό φιλμ που διαλύεται μέσα στο στόμα.

Απαιτείται «πυξίδα» για εκτύπωση αποτελεσματικών και ασφαλών φαρμάκων

Σύμφωνα με τον δρα Φορμπς, είναι πολύ σημαντικό οι επιστήμονες να είναι έτοιμοι, όταν η τρισδιάστατη εκτύπωση φαρμάκων καταστεί ευρέως διαθέσιμη, να παρέχουν τόσο στη βιομηχανία όσο και στις αρμόδιες ρυθμιστικές αρχές για τα φάρμακα μια «πυξίδα» για την παρασκευή φαρμάκων που θα είναι αποτελεσματικά και ασφαλή. Και σε αυτή την κατεύθυνση κινείται ο ίδιος και η ομάδα του. Επόμενό τους βήμα είναι να εντοπίσουν τις καταλληλότερες διαδικασίες που θα διασφαλίζουν ότι κάθε φάρμακο έχει την ακριβή δόση δραστικής ουσίας (ή και περισσότερων από μία δραστικών ουσιών) που χρειάζεται ο εκάστοτε ασθενής.