3D-printing zit in de lift

Juni is de tijd dat thesissen worden afgerond en 3D-printing is daarbij duidelijk een actueel thema. Zo kwamen begin juli twee studenten van de Thomas More Hogeschool in het nieuws met hun eindwerk, het eerste ge-3D-printe huis met twee verdiepingen. Maar zij zijn niet de enigen, want Jolien Op de beeck, studente Drug development aan de KULeuven schreef haar thesis [i] over het 3D-printen van geneesmiddelen onder begeleiding van apothekers Magali Van Steenkiste en Evelyne Dewulf, beiden werkzaam bij APB.

3D-printing raakt hoe langer hoe meer ingeburgerd voor objecten, maar ook voor voedsel en medische hulpmiddelen, zoals prothesen enz. Zelfs in de apotheek is er een toekomst voor weggelegd, omdat geneesmiddelen op maat perfect passen bij personalised healthcare en patiëntcentrale zorg.

Fused deposition modeling (FDM)

Zo biedt 3D-printing potentieel voor het ontwikkelen van magistrale bereidingen in de apotheek, omdat de dosering gemakkelijk kan aangepast worden, bijvoorbeeld bij een afbouwschema van slaappillen of als kleinere dosissen nodig zijn voor kinderen of ouderen. Studente Jolien Op de beeck onderzocht of fused deposition modeling (FDM) een geschikte printtechniek is voor het maken van reproduceerbare en functioneel geprinte tabletten (printlets). Bij FDM wordt het te printen materiaal, filament, verhit – bij deze testen tot 160°  – en via een extruder laag voor laag op het platform aangebracht. (zie video) Er werd gekozen voor het testen van tabletten in de vorm van een ellips met afgeronde hoeken, omdat ze makkelijker door te slikken zijn dan cilindervormige tabletten waarmee vaak geëxperimenteerd wordt.

Resultaten

De resultaten tonen dat de reproduceerbaarheid van de tabletten (afmetingen, uniformiteit van de massa, gehaltebepaling) beïnvloed wordt door de bewaarcondities en de printerinstellingen. Ook kan het feit dat tabletten die niet op dezelfde dag geprint zijn maken dat ze van elkaar verschillen. Daarnaast blijkt de kwaliteit van het filament eveneens een belangrijke vereiste: zo mag het niet te broos zijn, maar toch flexibel genoeg, zodat het niet breekt bij het inbrengen in de printer. Ook de viscositeit speelt een rol: het filament smelt eerst door het te verwarmen en moet daarna vrij snel stollen. Ten slotte moet de diameter uniform zijn, anders komt het filament vast te zitten in de printer en onderbreekt dit het printresultaat.

Jan Saevels: “Zoals nu het geval is voor grondstoffen, moeten we ook voor het filament dat het geneesmiddel bevat kwaliteitsvereisten formuleren.” Jolien vervolgt: ”Naast de reproduceerbaarheid van het printen werd ook het gehalte aan geneesmiddel en de dissolutie van  de printlets getest. Elke printlet bevatte min of meer dezelfde hoeveelheid actief bestanddeel, en dit bleek zowel bij grote als kleine theofylline printlets. FDM is dus een veelbelovende 3D-printing techniek voor de officina, maar aanvullend onderzoek blijft nodig.”

Wettelijk kader

Het wettelijk kader van deze ge-3D-printe tabletten is nog een moeilijke horde.

Magali Van Steenkiste: Er is niet alleen een grote interesse van het European Medicines Agency (EMA) en de Europese commissie in alles wat personalised medicine is, maar USP, de Amerikaanse Farmacopee is bezig met het ontwerpen van kwaliteitsvereisten voor het filament en de printlets. Net als in dit onderzoek zoeken ook zij uit of het printen ressorteert onder een magistrale bereiding dan wel een geregistreerd geneesmiddel.” Wordt vervolgd.

[i] Jolien Op de beeck, Innovative compounding strategies for personalised healthcare in community pharmacies. Faculty of Pharmaceutical Sciences. Master of Drug Development. Juni 2020.