Medikamente, die individuell auf die Bedürfnisse der Patienten zugeschnitten sind, haben eine erhöhte Wirksamkeit und geringere Nebenwirkungen. Daher bedarf es neuer Methoden, um Tabletten in kleinen Mengen effektiv herzustellen. Die Technische Hochschule (TH) Köln und die Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) erforschen in einem gemeinsamen Projekt die Möglichkeiten des 3D-Drucks in der pharmazeutischen Produktion. Im Fokus stehen Arzneimittel unterschiedlicher Dosis für individualisierte Kleinst- und Kleinchargen.
Basis des Projektes ist ein pharmazeutischer Schmelzextruder, in dem die Ausgangssubstanzen für die Medikamente vermischt und aufgeschmolzen werden, und ein neu zu entwickelndes Drucksystem für die Herstellung oraler Darreichungsformen wie zum Beispiel Tabletten. Im Extruder werden pharmazeutische Wirkstoffe unter anderem mit bioresorbierbaren Polymeren – also Kunststoffen, die der Körper abbauen kann – verarbeitet und aufgeschmolzen.
Reproduzierbare Produktion des Medikaments
„Unser Augenmerk liegt darauf, ein absolut homogenes Gemisch herzustellen, das den Qualitätsstandards der Arzneimittelherstellung entspricht und jederzeit reproduzierbar ist“, sagt Dr. Julian Quodbach vom Institut für Pharmazeutische Technologie und Biopharmazie der HHU, das für die Entwicklung und Erforschung der Wirkstoff-Polymermischungen zuständig ist. Insbesondere die Produktion von Medikamenten mit sehr geringer Wirkstoffdosierung sei eine Herausforderung.
Im herkömmlichen 3D-Druck wird die Polymer-Wirkstoffmasse nach dem Verlassen des Extruders zu langen Kunststoffsträngen, den so genannten Filamenten, verarbeitet. Diese werden dann in einem 3D-Drucker ein zweites Mal aufgeschmolzen und gedruckt. „Da wir den Druckkopf direkt hinter dem Extruder platzieren, sparen wir das Zwischenprodukt. Die Polymere müssen nur einmal aufgeschmolzen werden, was besonders für hitzeempfindliche Wirkstoffe gut ist“, sagt Tilmann Spitz vom Labor für Fertigungssysteme der TH Köln.
3D-Druck von Wachsen und Lipiden
Das Forschungskonsortium erhofft sich von der neuen Technologie auch, dass eine größere Bandbreite an Polymer-Wirkstoffkombinationen und sogar Wachse oder Lipide verarbeitet werden können. Ein projektbegleitender Ausschuss mit Industrievertretern liefert Input sowie Ideen und dient als Rückkopplung mit der Praxis.
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