Microneedle dissolvibili stampate “indirettamente”: 3D printing per stampi DLP e micro-stampaggio per la somministrazione buccale di CBD
Perché la mucosa della guancia è un bersaglio interessante per la delivery
Il lavoro discusso da Fabbaloo parte da un’osservazione pratica: la “via buccale” (mucosa interna della guancia) permette di evitare il passaggio gastrointestinale e una parte del metabolismo di primo passaggio, che può rendere variabile l’assorbimento di alcune molecole quando assunte per bocca. In questo scenario i ricercatori hanno sviluppato dissolving microneedle (DMN) per consegnare cannabidiolo (CBD) attraverso la mucosa, usando la stampa 3D come strumento di produzione degli stampi e non come materiale a contatto del paziente.
CBD e formulazioni transmucosali: il problema non è solo “farlo passare”, ma farlo passare in modo ripetibile
Nell’abstract indicizzato del paper su Micromachines (MDPI) gli autori ricordano che il CBD è un fitocannabinoide “non psicotomimetico” e citano proprietà farmacologiche riportate in letteratura (anti-infiammatorie e ansiolitiche). A prescindere dall’indicazione clinica, molte formulazioni a base CBD soffrono di variabilità di biodisponibilità e di farmacocinetica quando l’assorbimento avviene per via orale; per questo, negli ultimi anni sono stati esplorati sistemi buccali alternativi, inclusi film mucoadesivi e piattaforme personalizzabili con stampa 3D.
Che cosa sono i dissolving microneedles e che vantaggi logistici portano
Le DMN sono micro-aghi realizzati con polimeri biocompatibili e idrosolubili: penetrano superficialmente il tessuto bersaglio e poi si dissolvono, rilasciando l’attivo senza generare un “rifiuto tagliente” come un ago tradizionale. Nelle review di settore i microneedles vengono classificati in più famiglie (solid, hollow, coated, dissolving, hydrogel, bioresponsive) e le versioni dissolvibili vengono spesso discusse come compromesso tra praticità d’uso, sicurezza e possibilità di caricare farmaci direttamente nella matrice polimerica.
Il punto additivo: stampare lo stampo, non il dispositivo che tocca il paziente
L’approccio del team (affiliazioni in Grecia tra Aristotle University of Thessaloniki e International Hellenic University) combina due idee che stanno diventando comuni nella micro-fabbricazione: (1) stampa DLP ad alta risoluzione per produrre master mold con geometrie sub-millimetriche; (2) replica tramite micromolding per ottenere array di microneedles in polimeri dissolvibili caricati con API. Questo schema mantiene la stampa 3D “a monte” della filiera: gli stampi possono essere validati e poi riutilizzati in micro-stampaggio ripetibile, riducendo il rischio di esposizione del paziente a resine fotopolimeriche.
Perché micromolding e non stampa diretta: scalabilità e controllo della geometria
Gli autori del paper (come riportato nell’indicizzazione MDPI) descrivono il micromolding come metodo adatto alla scalabilità, ma evidenziano anche un limite: la personalizzazione della geometria dell’ago è meno immediata se lo stampo non è facilmente modificabile. Qui entra la stampa 3D: stampare rapidamente master con diverse altezze, raggi di punta, spessori di base e passo dell’array rende più veloce l’iterazione sperimentale, perché il cambiamento avviene nel CAD e si trasferisce allo stampo in tempi brevi.
Materiali tipici e “ricetta” di processo: PVP/PVA, plasticizzanti e cinetica di dissoluzione
Nel commento di Fabbaloo, le DMN vengono inquadrate come dispositivi spesso ottenuti con polimeri idrosolubili quali polyvinylpyrrolidone (PVP) e polyvinyl alcohol (PVA), con l’uso di plasticizzanti per bilanciare fragilità e velocità di dissoluzione. La letteratura su DMN prodotte da stampi derivati da stampa DLP mostra spesso combinazioni PVP/PVA e discute come geometria e composizione controllino tre variabili pratiche: forza di inserzione, integrità meccanica e tempo di dissoluzione, cioè i parametri che determinano se il dispositivo è usabile fuori da un laboratorio.
Che cosa viene misurato in questo tipo di studio: dalla morfologia alla permeazione
Fabbaloo elenca le prove tipiche riportate nel paper: misure di morfologia e dimensioni, test di resistenza meccanica e inserzione su tessuto, valutazioni di dissoluzione, e test di permeazione in vitro per verificare la capacità di trasferire l’attivo attraverso la barriera bersaglio. Le review su DMN insistono su una logica simile: senza un set minimo di prove (inserzione, frattura, dissoluzione, uniformità del carico) è difficile passare da dimostrazione a prodotto, perché prestazioni e sicurezza dipendono dalla combinazione tra geometria, materiale e processo di replica.
I nodi che restano per la traduzione industriale: dose uniformity, umidità, shelf-life e sterilizzazione
Lo stesso articolo di Fabbaloo evidenzia cosa manca quando si guarda alla produzione: uniformità di dose, controllo dell’assorbimento di umidità dei polimeri, stabilità a scaffale e procedure di sterilizzazione compatibili con le matrici dissolvibili (gamma, EtO, processi asettici), che possono alterare proprietà meccaniche e cinetica di dissoluzione. Review più orientate alla “translation” sottolineano che la regolazione e gli standard per microneedles non sono ancora omogenei e che la ripetibilità di produzione (oltre alla performance) è spesso il collo di bottiglia per arrivare a un prodotto approvabile.
Perché questa storia è rilevante per la stampa 3D: AM come tooling ad alta variabilità
Il punto più “additive manufacturing” non è stampare l’ago, ma usare la stampa 3D per fare tooling ad alta variabilità: stampi e maschere che permettono micro-replica rapida, con iterazioni frequenti su geometria e passo dell’array. Le review sulle microneedles stampate in 3D notano che la personalizzazione è un vantaggio strutturale (design complessi, geometrie su misura, prototipazione rapida) e che la via “stampo stampato + replica” può essere una strada realistica per trasferire concept dal laboratorio a lotti ripetibili, mantenendo la stampa 3D nel ruolo in cui rende di più: controllo digitale e velocità di iterazione.
Il tema cannabinoidi e microneedles è più ampio: esempi su patch transdermiche DLP
Nel panorama di ricerca, esistono anche lavori su microneedle per cannabinoidi in ambito transdermico: uno studio su Journal of Pharmacy and Pharmacology (Oxford Academic) descrive patch di microneedles stampate in DLP per aumentare la biodisponibilità di CBD in un modello animale, con un approccio diverso (cute invece di mucosa buccale) ma con la stessa idea di fondo: controllare micro-geometria e rilascio per migliorare l’efficienza di delivery rispetto a vie tradizionali. Questo confronto serve a capire che la “direzione” non è solo la guancia: l’ecosistema ricerca sta esplorando più superfici e più modelli di fabbricazione.
Che cosa resta da capire per la via buccale: comfort, adesione e integrazione in un dispositivo “da uso reale”
Per trasformare DMN buccali in un prodotto, oltre alla permeazione servono scelte di design che tengano conto di comfort, fissaggio e comportamento in un ambiente umido e mobile come la bocca. Qui la stampa 3D può continuare a essere utile non solo per lo stampo dei microneedles, ma anche per costruire supporti, alloggiamenti e jig di colata che standardizzino la produzione e facilitino l’uso. Il paper su Micromachines viene presentato da Fabbaloo come tassello in questa direzione: un workflow dove l’AM entra nella supply chain come “metodo di controllo geometrico” e la replica polimerica fa la parte più scalabile.
