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Forscher entwickeln neue Technologien zum Drucken von individuell dosierten Medikamenten


Eine neue Studie hat einen Weg gefunden, reine und exakt angepasste Medikamentendosen zu drucken. Die Technologie könnte die medizinische Industrie erheblich verändern, indem sie den Druck von individuell dosierten Medikamenten vor Ort in Einrichtungen wie Apotheken, Krankenhäusern und anderen Orten ermöglicht, an denen Medikamente verteilt werden.

Die Technik kann eine Reihe von Medikamenten in einer Einzeldosis entweder auf einen löslichen Streifen, ein Mikronadelpflaster oder eine andere Form einer Dosiervorrichtung drucken. Die Forscher hoffen, dass diese Methode denjenigen das Leben erleichtern könnte, die täglich mehrere Medikamente einnehmen. Darüber hinaus könnte es die Arzneimittelentwicklung beschleunigen.

„Ein Arzt oder Apotheker kann eine beliebige Anzahl von Medikamenten auswählen, die das Gerät zu einer einzigen Dosis kombinieren würde. Die Maschine könnte im hinteren Teil der Apotheke oder sogar in einer Klinik stehen “, sagte der Hauptautor Max Shtein, Professor für Materialwissenschaft und Werkstofftechnik an der Universität von Michigan.

Shtein arbeitete bei dem Projekt mit Olga Shalev zusammen, einer Absolventin der University of Michigan. Sie fanden auch heraus, dass das reine gedruckte Medikament kultivierte Krebszellen genauso effektiv zerstören kann wie intravenös verabreichte Medikamente. Dieser Prozess beruht normalerweise auf chemischen Lösungsmitteln, damit die Zellen das Medikament absorbieren können.

Das Forscherteam schuf diese Technologie, indem es eine von Elektronikherstellern verwendete Technologie namens organischer Dampfstrahldruck anpasste. Es ist ein nützliches Werkzeug zum Erstellen gedruckter Medikamente, da es eine sehr feine kristalline Struktur über eine große Oberfläche drucken kann. Dies hilft dem Arzneimittel, sich leichter aufzulösen. Der Durchbruch kann auch dazu beitragen, dass neue Medikamente, die zuvor aufgrund ihrer Unfähigkeit, sich richtig aufzulösen, zurückgestellt wurden, auf den Markt kommen.

"Pharmaunternehmen haben Bibliotheken mit Millionen von Verbindungen zu bewerten, und einer der ersten Tests ist die Löslichkeit", sagt Shtein. „Etwa die Hälfte der neuen Verbindungen besteht diesen Test nicht und ist ausgeschlossen. Der organische Dampfstrahldruck könnte einige von ihnen löslicher machen und sie wieder in die Pipeline bringen. “

Wie machen Sie das?

Eine Pulverform eines pharmazeutischen Wirkstoffs wird erhitzt und dann eingedampft, um sich mit einem Strom von erhitztem Inertgas wie Stickstoff zu verbinden. Die verdampfte Form des Medikaments bewegt sich dann durch eine Düse, die auf eine kühle Oberfläche gerichtet ist.

Die verdampfte Substanz kondensiert dann und haftet an der abgekühlten Oberfläche unter Bildung eines kristallinen Films. Der Film kann durch Feinabstimmung des Druckprozesses gesteuert werden. Insgesamt erfordert das gesamte Verfahren keine Lösungsmittel, Zusatzstoffe oder Nachbearbeitung.

„Wenn Forscher während des Testprozesses Lösungsmittel verwenden, um Medikamente aufzulösen, wenden sie diese Medikamente auf eine Weise an, die sich von der Verwendung bei Menschen unterscheidet und die Ergebnisse weniger nützlich macht“, sagt Anna Schwendeman, Assistenzprofessorin von Pharmazeutische Wissenschaften und ein Autor des Papiers erzählten Michigan News.

Die Zukunft der gedruckten Medikamente

Das Drucken von Arzneimitteln für die Massenproduktion ist weit entfernt, aber das Team hinter dieser Erfindung hofft, zusätzliche Anwendungen für die Technologie zu erforschen und sich mit Experten für das Design pharmazeutischer Verbindungen zusammenzutun.

Das Papier trägt den Titel "Drucken von niedermolekularen Arzneimitteln aus der Dampfphase". Die Forschung wurde vom Air Force Office of Scientific Research, der National Science Foundation und der User Facility des US-Energieministeriums unterstützt.


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