La stampa 3D migliora l’efficacia degli inalatori per l’asma
Un problema diffuso nell’uso degli inalatori
Gli inalatori rappresentano lo strumento principale per la gestione dell’asma, una malattia cronica che colpisce oltre 260 milioni di persone nel mondo. Tuttavia, diversi studi hanno dimostrato che l’uso scorretto degli inalatori è estremamente comune: gli errori variano dal 12% al 71% dei pazienti, arrivando fino all’86% tra i ricoverati e addirittura al 97% nei bambini. Le conseguenze sono significative, perché una tecnica inadeguata riduce la quantità di farmaco che raggiunge i polmoni e quindi ne compromette l’efficacia terapeutica.
Il limite degli inalatori tradizionali
In teoria, l’inalatore è il metodo migliore per somministrare farmaci broncodilatatori e corticosteroidi, perché agisce direttamente sull’organo bersaglio, evitando l’assorbimento sistemico. In pratica, però, gran parte dei pazienti non inala in modo corretto: errori comuni includono la mancanza di un’inspirazione profonda, scarsa coordinazione tra pressione e respiro, oppure un utilizzo discontinuo rispetto alle prescrizioni. Globalmente, si stima che dal 43% all’80% dei pazienti non utilizzi regolarmente l’inalatore secondo le indicazioni mediche.
La ricerca di Kiel University: il progetto “Pharmacone”
Un team guidato dalla professoressa Regina Scherließ presso la Christian-Albrechts-Universität di Kiel (Germania) ha deciso di affrontare il problema con un approccio innovativo: ridisegnare i micro-vettori interni agli inalatori a polvere secca (DPI) grazie alla stampa 3D ad altissima precisione. Utilizzando la tecnica della polimerizzazione a due fotoni (2PP), i ricercatori hanno prodotto milioni di particelle identiche su scala micrometrica, con geometrie impossibili da ottenere con i metodi convenzionali. Tra i vari design testati, una configurazione denominata “Pharmacone” — caratterizzata da micro-protrusioni simili a punte stellari — ha mostrato un rendimento straordinario: la quantità di farmaco depositata nei polmoni è risultata quattro volte superiore rispetto a forme tradizionali.
Come funziona il nuovo design
Secondo gli scienziati, le particelle a geometria stellare favoriscono il rilascio del principio attivo grazie a un maggiore movimento rotazionale e a urti più frequenti durante l’inalazione. Ciò consente di separare meglio il farmaco dai vettori e di farlo arrivare con più efficienza alle vie aeree inferiori. Questo significa che, anche in presenza di errori tecnici da parte del paziente, l’inalatore potrebbe garantire una somministrazione più stabile e affidabile.
Costi sanitari e impatto globale
Gli errori di utilizzo degli inalatori non rappresentano solo un problema clinico, ma anche economico. Uno studio britannico ha stimato che un uso scorretto degli inalatori da parte di circa 366.000 pazienti con asma o BPCO abbia generato 16,2 milioni di sterline in costi sanitari non pianificati in un solo anno. In Spagna, il danno economico associato a questi errori ammonta a diversi milioni di euro. Migliorare la progettazione degli inalatori, quindi, non solo può ridurre le riacutizzazioni cliniche, ma anche alleggerire i costi per i sistemi sanitari nazionali.
Dal laboratorio alla clinica: le sfide future
Attualmente, le particelle stampate in 3D sono ancora in fase sperimentale e non pronte per l’uso clinico. Restano due ostacoli principali:
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Materiali biodegradabili: i vettori devono poter essere assorbiti senza rischi dall’organismo.
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Produzione su larga scala: tradizionalmente, la 2PP è troppo lenta per applicazioni industriali. Tuttavia, il Karlsruhe Institute of Technology (KIT) ha recentemente sviluppato un metodo di stampa parallela capace di realizzare 49 strutture contemporaneamente, permettendo così la produzione di milioni di particelle identiche in tempi competitivi.
Un futuro di inalatori più “intelligenti”
La ricerca condotta a Kiel dimostra che anche piccole modifiche nel design delle microparticelle possono determinare miglioramenti clinici rilevanti. Se le sfide legate ai materiali e alla produzione industriale saranno superate, inalatori basati su vettori come il “Pharmacone” potrebbero ridurre drasticamente gli errori terapeutici, compensare le difficoltà d’uso nei bambini e negli anziani, e migliorare la qualità della vita dei pazienti asmatici e con BPCO.
