Revisione: attuali sforzi nei prodotti farmaceutici stampati in 3D e nei sistemi di somministrazione di farmaci
I ricercatori internazionali continuano a esplorare il potenziale del trattamento specifico per il paziente tramite la stampa 3D, rilasciando le loro scoperte relative ai prodotti farmaceutici nella recente pubblicazione ” Stampa 3D di prodotti farmaceutici e dispositivi di somministrazione di farmaci “.
Sebbene una maggiore accessibilità e accessibilità delle stampanti 3D significhi che la tecnologia sta influenzando numerosi settori importanti, i progressi compiuti in campo medico sono impressionanti, compresi dispositivi medici come impianti e protesi , ingegneria dei tessuti e una vasta gamma di innovazioni diverse in materia di farmaci e farmaci consegna. In questa recensione, i ricercatori discutono degli attuali progressi in bioprinting, applicazioni di stampa 3D per la consegna di farmaci e il potenziale per la tecnologia di stampa 3D in relazione a prodotti farmaceutici e medicina in futuro.
La FDM (Fused Deposition Modeling) basata sull’estrusione è uno dei metodi più utilizzati di stampa 3D a causa della convenienza, della buona qualità di stampa e della capacità di caricare i farmaci nei filamenti. Gli impianti possono essere fabbricati con una varietà di materiali diversi, alcuni dei quali sono biodegradabili e altri no. Team di ricerca come Stewart et al. hanno anche modificato gli impianti per includere i rivestimenti, estendendo così i profili di rilascio. Altri come Giri et al. hanno creato compresse galleggianti gastro-ritentive (GRFT), sempre con filamenti carichi di droga.
Ricerche simili, come gli studi condotti da Azad et al. hanno centrato l’importanza di individuare polimeri adatti per la stampa 3D basata sull’estrusione, valutando le proprietà meccaniche e il successo delle miscele sperimentali.
“Hanno confrontato 3DP con l’attuale processo di compressione diretta e hanno evidenziato l’importanza di conoscere le proprietà reologiche dei polimeri e della miscela polimero-API al fine di prevederne l’impatto sul processo di stampa e sulla forma di dosaggio finale”, spiegano gli autori. “Hanno anche discusso su quali tipi di metodi di caratterizzazione sono richiesti per la struttura stampata in 3D, farmaco, polimero e altri eccipienti funzionali. Infine, abbiamo esaminato le sfide e le opportunità relative al 3DP basato sull’estrusione farmaceutica. “
Kjar e Huang hanno anche studiato varie applicazioni relative alla micro-produzione, insieme alla consegna di farmaci. Araújo et al. ha offerto uno studio basato sul concetto di farmacie trasformate in digitale, con fabbricazione su richiesta di dosaggi specifici per paziente.
“Le aziende farmaceutiche dovranno lavorare all’unisono con queste farmacie digitali per la produzione su larga scala di filamenti estrusi, che le farmacie digitali potranno successivamente utilizzare per stampare. Le preoccupazioni normative relative a 3DP sono state anche valutate dimostrando che i brevetti hanno impedito ai prodotti 3DP di raggiungere il mercato e che ci dovrebbe essere una maggiore cooperazione tra le autorità regolatorie e di brevetti per garantire che i prodotti 3DP possano raggiungere il mercato “, hanno affermato gli autori.
Altri ricercatori come Domínguez-Robles et al. ha sperimentato la creazione di filamenti di PLA accentuati con materiali naturali come la lignina, mentre altri come Alhijjaj et al. focalizzato sulla necessità critica di parametri di processo migliorati nella stampa 3D di prodotti farmaceutici, discutendo della riproducibilità sia macroscopica che microstrutturale.
Altre tecniche di stampa 3D tipiche associate ai prodotti farmaceutici includono:
Stereolitografia (SLA) – dimostrato efficace per la fabbricazione di forme di dosaggio solide, promuovendo farmaci specifici per il paziente e sistemi di rilascio di farmaci.
Selective Laser Sintering (SLS) – precedenti team di ricerca come Awad et al. hanno prodotto con successo miniprintlet per piccoli dosaggi, creando campioni con paracetamolo e ibuprofene.
Bioprinting: le strutture per ponteggi bioprinted si sono dimostrate efficaci in applicazioni come la rigenerazione ossea e la guarigione di fratture, nonché i bio-inchiostri creati per medicazioni per ferite, sia dirette che indirette.
Altre forme alternative includono l’elaborazione digitale della luce (DLP), la stampa a stencil, la stampa integrata (e-3DP) e la stampa a estrusione semi-solida (EXT).
“Vi è una ricerca crescente che utilizza più tipi di 3DP. Tuttavia, uno dei principali vantaggi comuni a tutti i tipi disponibili di 3DP è la capacità di creare medicine personalizzate. AM, grazie alla sua facilità d’uso, la velocità e l’accessibilità sta promuovendo sempre più la creazione di dispositivi medici e prodotti farmaceutici su richiesta per i pazienti in un contesto clinico “, hanno concluso gli autori. “La possibilità di modificare il profilo di rilascio e il dosaggio di una tavoletta stampata in 3D semplicemente cambiando le geometrie mediante CAD e la possibilità di incorporare farmaci in dispositivi iniettabili stampati FDM o impianti mesh utilizzando HME, apre una vasta gamma di possibilità all’interno dell’applicazione di 3DP in campo medico.
“Tuttavia, è necessario condurre ulteriori ricerche sul campo prima che la produzione di prodotti stampati in 3D su richiesta possa diventare una realtà all’interno di un contesto clinico, come l’effetto dei parametri di processo sulla qualità di stampa e come può essere la riproducibilità in 3DP migliorata. La FDM è anche limitata al numero di farmaci che possono essere caricati nei filamenti, poiché devono resistere alle alte temperature del processo. Tuttavia, se la ricerca continua a crescere nell’area del 3DP, a causa della versatilità dei prodotti stampati in 3D e del numero di vantaggi di fabbricazione offerti da 3DP, è possibile che un maggior numero di 3DP lasci la prova del concetto di fase e si sviluppi in un campo ampiamente utilizzato strumento di produzione “.