Medicijnen rollen met miljoenen van de band – vaak in twee of drie standaarddoseringen. Maar, een kind van vijf heeft hele andere hoeveelheden werkzame stof nodig dan een volwassen man van één meter tachtig. “Stel: een pil heeft een dosering van 500 milligram werkzame stof, terwijl een arts een kind het liefst 50 milligram zou voorschrijven. Een tablet breken en in tien stukjes verdelen kan, maar is arbeidsintensief en het risico op fouten is hoog”, vertelt Pieter Debrauwer, research manager Food en Pharma Printing bij onderzoeksinstituut TNO. Gepersonaliseerde medicijnen zijn steeds gewilder. 3D-printen kan uitkomst bieden: via deze techniek kan er heel nauwkeurig gedoseerd worden en vormen kleinere oplages geen obstakel.
Laagje voor laagje
De techniek achter het printen van geneesmiddelen werkt als volgt: uit een spuitje wordt een specifieke formulering van stoffen gedrukt. Het platform waarop de formulering terecht komt, beweegt heen en weer onder de spuit. Zo wordt een pil laag voor laag opgebouwd. Bovendien kunnen er binnenkort ook verschillende medicijnen in één pil samengevoegd worden, zodat patiënten niet langer allerlei verschillende tabletten hoeven in te nemen.
Met behulp van die techniek kan TNO minuscule tabletten printen met een dosering vanaf enkele milligrammen werkzame stof. Kleine tabletten zijn vooral voor kinderen een voordeel: voor hen worden medicijnen nu vaak vloeibaar gemaakt om de goede dosering te bereiken. Het is een optie, maar ook dit is arbeidsintensief en de drankjes hebben een bittere nasmaak. Bovendien kunnen er bij het toedienen – bijvoorbeeld door ouders – makkelijk fouten gemaakt worden, waardoor kinderen alsnog de verkeerde dosering binnenkrijgen.
Precisietechnologie
De moeilijkheid zit vooral bij het precisie-element: er moet op hele kleine schaal heel nauwkeurig gewerkt worden om de exacte dosering te krijgen. “Dat vraagt om begrip van het gedrag van het materiaal in combinatie met mechatronische expertise om de printer op micrometerschaal aan te kunnen sturen. Ook moeten we verstoringen voorkomen: alleen een kleine luchtbel in het materiaal kan al een afwijking geven.”
Bij deze nieuwe manier van medicijnen maken, is het bovendien belangrijk dat er extreem netjes en schoon gewerkt wordt. “Als je een telefoonhoesje print, maakt het niet zoveel uit dat de machine niet helemaal schoon is. Voor het printen van geneesmiddelen moeten de printers aan hele strikte hygiënestandaarden voldoen.” Zo moet er bij het ontwerp van de printer rekening gehouden worden dat er geen kieren en gaten zijn waarin materiaal kan achterblijven en moet de printer gemaakt worden van materiaal dat goed schoon te houden is.
Wet- en regelgeving
Het op maat maken van medicijnen is niet nieuw binnen de farmaceutische industrie: in Nederlandse apotheken wordt een deel van de medicijnen nog zelfgemaakt (magistrale bereiding). Maar, dat is afgenomen, omdat kwaliteitseisen en de arbeidsintensiteit hoog zijn en de faciliteiten om zelf geneesmiddelen te bereiden niet altijd financieel haalbaar zijn. Het 3D-printen kan het maken van medicijnen op maat nieuw leven in blazen, aldus Debrauwer.
Magistrale bereiding
Voordat het zover is, moet er wet- en regelgeving opgesteld worden. Debrauwer: “Als een apotheker de 3D-printer een opdracht geeft, is het dan ‘magistrale bereiding’, of is het een reguliere productie van medicijnen, waarvoor vaak andere, strengere gelden?” Ook moet er gekeken worden naar een geschikte manier om de geneesmiddelen op maat te valideren. Nu worden er per duizendtal medicijnen een aantal uitgepakt en getest, maar met gepersonaliseerde medicatie is dat geen optie, omdat het juist om kleine aantallen – of zelfs één tablet – gaat.
Hoe bewijs je in dat geval dat een 5 milligram print geen 6,3 milligram is? Een kant en klaar antwoord heeft de onderzoeksmanager nog niet. “Het is een heel nauwkeurig en veilig proces, maar ook een nieuw proces. We moeten ons dus bewijzen. Dat kunnen we niet alleen; daar hebben we de hulp van apothekers, ziekenhuizen en farmaceutische bedrijven bij nodig.”
Verbinden van twee werelden
3D-printtechnologie is niet nieuw voor TNO – ze houden zich al ruim 25 jaar bezig met het printen van materialen, onder andere voor de voedselindustrie. Wel nieuw, is de farmaceutische industrie en alle eisen en specificaties die er bij het maken van geneesmiddelen komen kijken. Daarom voert TNO veel gesprekken met bijvoorbeeld apothekers, de Inspectie Gezondheidszorg en farmabedrijven.
Debrauwer ziet dat de hightechregio Brainport en de farmacampus Pivot Park in Oss langzaamaan steeds dichterbij elkaar komen. “Als het aankomt op mechatronica, heeft Brainport alles in huis: partijen die verstand hebben van 3D-printen, software, ICT en de makers. Wat we in Brainport niet hebben, is de toepassing. Uiteindelijk zullen farmabedrijven in Oss onze technologie moeten gebruiken.” Debrauwer ziet de toepassing van 3D-printen in de farmaceutische industrie als een uitgelezen kans om Pivot Park en Brainport sterker te laten samenwerken.
“De ontwikkeling van een medicijn duurt gemiddeld twaalf jaar. Met een 3D-printer kun je snel en flexibel kleine hoeveelheden pillen maken, wat het hele proces enorm versnelt.”
Pieter Debrauwer
Toepassing van 3D-printtechniek
Zo kijkt TNO samen met farmabedrijven zoals DFE Pharma, Merck en Phoenix naar de printbaarheid van materialen. “We kijken hoe we sneller en makkelijker pillen kunnen maken van verschillende samenstellingen”, aldus Debrauwer.
De farmaceutische bedrijven halen er ook voordeel uit: zij gebruiken de techniek voor de onderzoeksfase van geneesmiddelen. “De ontwikkeling van een medicijn duurt gemiddeld twaalf jaar. Met een 3D-printer kun je snel en flexibel kleine hoeveelheden pillen maken, wat het hele proces enorm versnelt. Bovendien doet de farma-industrie zo alvast ervaring op met het proces van 3D-printen.”
Om het printen van medicijnen daadwerkelijk in de praktijk toe te passen, werkt TNO ook nauw samen met de ziekenhuisapotheek en kinderafdeling van het Erasmus MC en zijn ook zorgverzekeraars, bedrijven in de digitale technologie en ICT betrokken bij het onderzoek.
Debrauwer verwacht dat er de komende jaren steeds meer initiatieven en voorbeelden voorbijkomen van 3D-printtechniek in de praktijk. “Maar, voordat de eerste, innovatieve apothekers in Nederland een cartridge bestellen, ‘m in de printer doen en medicijnen op maat kunnen printen, zijn we waarschijnlijk twee of drie jaar verder.” De onderzoeksorganisatie wil met de techniek bijdragen aan een betere kwaliteit van medicijnen en het betaalbaar houden van de zorg. Zodat ook iedereen die géén man van 1.80 is, de geschikte dosering van een geneesmiddel kan worden voorgeschreven.
Samenwerking
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
