Lo specialista della stampa 3D farmaceutica dispositivo medico caricato con farmaci per il trattamento del disturbo dell’occhio secco, insieme ai ricercatori dell’University College London (UCL) e dell’Universidade de Santiago de Compostela (USC) in Spagna , hanno stampato in 3D un nuovo dispositivo medico caricato con farmaci per il trattamento del disturbo dell’occhio secco.
Il team ha utilizzato un metodo di stampa 3D di elaborazione della luce digitale (DLP) per produrre tappi punctal, che sono piccoli dispositivi medici inseriti nel condotto lacrimale di un occhio per bloccarlo e prevenire il drenaggio dei liquidi.
Caricati con desametasone, un farmaco antinfiammatorio, i tappi punctal stampati in 3D sono progettati per mitigare i sintomi dell’occhio secco e fornire un metodo di trattamento alternativo alla somministrazione topica, come i colliri.
FabRx è lo spin-out di UCL che da tempo sfrutta le tecnologie di stampa 3D per creare farmaci personalizzati e dispositivi per la somministrazione di farmaci. Sebbene la tecnologia sia in gran parte in fase di sviluppo, la stampa 3D offre diversi vantaggi significativi per lo sviluppo di farmaci farmaceutici clinici, come la capacità di personalizzare i farmaci in base alle esigenze dei singoli pazienti, accelerare i tempi di consegna dei farmaci e fornire farmaci su richiesta a quelli negli ospedali, farmacie e zone difficili da raggiungere.
FabRx ha già lavorato con UCL e USC in questo settore, avendo sviluppato una medicina personalizzata per i bambini con il raro disturbo metabolico malattia delle urine a sciroppo d’acero (MSUD). Nel 2019, i partner hanno fabbricato compresse masticabili stampate in 3D , chiamate Printlets, che offrivano un’efficacia simile ma un tasso di accettabilità del paziente più elevato rispetto ai trattamenti convenzionali per la malattia.
Poco dopo, FabRX ha presentato la sua stampante 3D M3DIMAKER alla fiera ILMAC in Svizzera. Il sistema FFF di dimensioni desktop è appositamente progettato per consentire la produzione di dispositivi di somministrazione di farmaci personalizzati nelle dosi richieste selezionate dai medici.
L’anno scorso, FabRx ha utilizzato un processo di stampa 3D SLS per produrre i Printlet con motivi Braille e Luna sulla superficie al fine di aiutare l’assunzione di farmaci per i pazienti con disabilità visiva e, più recentemente, ha pubblicato un documento che valuta sia lo stato di avanzamento del 3D prodotti farmaceutici stampati e il potenziale clinico della tecnologia.
Per la loro ultima partnership, FabRx, UCL e USC hanno esplorato come i dispositivi medici stampati in 3D potrebbero fornire un metodo di trattamento alternativo per l’occhio secco, un disturbo cronico comune che colpisce milioni di persone in tutto il mondo. L’occhio secco si verifica a causa di una produzione lacrimale carente o di una maggiore evaporazione del film lacrimale e può portare a infiammazione della cornea e infezioni come la congiuntivite se non trattata.
La sindrome dell’occhio secco viene in genere trattata tramite metodi di somministrazione topica, come i colliri, tuttavia secondo FabRx la biodisponibilità oculare – la proporzione di un farmaco che entra in circolazione quando viene introdotta nel corpo – da tali formulazioni tende ad essere scarsa.
L’uso di tappi punctal è una strategia di trattamento non invasiva per mitigare la sindrome dell’occhio secco e agisce bloccando il dotto lacrimale per prevenire il drenaggio lacrimale e migliorare la stabilità del film lacrimale. Le tecniche di stampa 3D basate sulla fotopolimerizzazione come DLP offrono un’eccellente risoluzione delle caratteristiche e una finitura superficiale liscia e, poiché funzionano a temperatura ambiente, possono anche evitare la degradazione termica dei farmaci all’interno dei dispositivi medici.
La stampa 3D DLP consentirebbe anche la preparazione di varie dimensioni, forme e dosi di farmaci di punctal plug in un unico passaggio e, pertanto, i partner hanno cercato di valutare le loro capacità rispetto ai punctal plug e ai metodi di somministrazione topica prodotti in modo convenzionale.
Durante lo studio, sono state preparate diverse formulazioni di tappi punctal caricati con farmaco in idrogel di polietilenglicole diacrilato (PEGDA) tramite stampa 3D DLP diretta. I punctal plug sono stati progettati per essere inseriti nel punctum dell’occhio con una configurazione simile a quella dei punctal plug disponibili in commercio, che vanno da 1-2 mm di lunghezza e 0,2-1 mm di diametro.
I punctal plug sono stati stampati con successo utilizzando una stampante 3D DLP commerciale, ovvero il sistema Titan2 HR, con diversi livelli di desametasone. Secondo FabRx, i dispositivi sono stati fabbricati con una buona risoluzione e riproducibilità, con uno stelo conico per consentire un facile inserimento e rimozione.
In soli 20 minuti, più di 20 punctal plugs potrebbero essere prodotti in una singola stampa, dimostrando apparentemente la capacità delle tecnologie di stampa 3D per la fabbricazione di dispositivi di somministrazione di farmaci personalizzati in piccoli lotti.
I ricercatori hanno testato i loro tappi punctal stampati in 3D su un modello in vitro creato internamente che imita lo spazio subcongiuntivale dell’occhio. Il rilascio completo e prolungato del desametasone è stato ottenuto entro 4-11 giorni, a seconda della quantità e della formulazione del farmaco all’interno del tappo punctal.
Ad esempio, i test in vitro hanno rivelato che il rilascio del farmaco dai tappi punctal D10PEG e D20PEG potrebbe essere sostenuto per una settimana, mentre i tappi D10 e D20 potrebbero prolungare il rilascio del farmaco con il 50 percento del desametasone rilasciato rispettivamente in cinque e 11 giorni.
Secondo i partner, rispetto ai metodi tradizionali di preparazione dei plug punctal, come lo stampaggio, la stampa 3D DLP ha offerto un’elevata flessibilità nella personalizzazione delle dimensioni, della forma e del materiale del plug per soddisfare le diverse esigenze dei pazienti. Lo studio dimostra anche il potenziale dei tappi punctal a rilascio di farmaci a beneficio di una serie di malattie oculari, tra cui il glaucoma ad angolo aperto, l’ipertensione oculare e la congiuntivite batterica.
Ulteriori informazioni sullo studio possono essere trovate nel documento intitolato: “Punctal plugs stampati in 3D per la somministrazione controllata di farmaci oculari”, pubblicato sulla rivista MDPI Pharmaceutics. Lo studio è co-autore di X. Xu, S. Awwad, L. Diaz-Gomez, C. Alvarez-Lorenzo, S. Brocchini, S. Gaisford, A. Goyanes e A. Basit.
