.png){kind=small}
.png){kind=small}
Wie zijn de mensen die de toekomst van 3D-printing in ziekenhuizen vormgeven?
Het Europese project Inside 3D brengt onderzoekers, artsen, apothekers, ingenieurs en tal van andere experts samen rond één gemeenschappelijke ambitie: 3D-printing in ziekenhuizen verder ontwikkelen om de zorg en medische opleiding te verbeteren.
Met deze interviewreeks nodigen we u uit om kennis te maken met de partners die het project elke dag mee vormgeven. Elk van hen deelt zijn of haar expertise, rol binnen Inside 3D en visie op de mogelijkheden die 3D-printing biedt voor het ziekenhuis van morgen.
Vandaag geven we het woord aan Tatiana Ribeiro, doctoraatsonderzoeker aan de Universiteit Gent, die werkt aan het 3D-printen van gepersonaliseerde geneesmiddelen.
1. Kunt u kort uw rol binnen het Inside 3D-project toelichten en vertellen over het werk dat u binnen WP5 uitvoert?
Ik ben doctoraatsonderzoeker aan de Universiteit Gent en maak binnen het Inside 3D-project deel uit van het team dat werkt aan het 3D-printen van geneesmiddelen. Mijn onderzoek richt zich meer specifiek op de ontwikkeling van farmaceutische doseringsvormen die zijn afgestemd op de specifieke behoeften van elke patiënt. Momenteel gebruik ik gabapentine als modelgeneesmiddel, omdat dit regelmatig wordt bereid in het Universitair Ziekenhuis Gent en daardoor bijzonder relevant is vanuit het perspectief van de ziekenhuisapotheek.
Mijn werk bestaat uit het testen van verschillende farmaceutische 3D-printtechnologieën en het onderzoeken van de invloed van de productieomstandigheden op de kwaliteit van de verkregen tabletten. Daarbij evalueer ik onder andere de uniformiteit van de dosering, de chemische stabiliteit, de eigenschappen in vaste toestand en het oplossingsprofiel van de tabletten. Het uiteindelijke doel is betrouwbare productiemethoden te identificeren waarmee geneesmiddelen op maat van elke patiënt rechtstreeks in een ziekenhuisomgeving kunnen worden bereid.
2. U werkt aan het 3D-printen van gepersonaliseerde geneesmiddelen. Hoe zou deze aanpak de praktijk van ziekenhuisapotheken kunnen veranderen?
3D-printing zou ziekenhuisapotheken in staat kunnen stellen geneesmiddelen te bereiden die beter zijn afgestemd op de behoeften van elke patiënt. Vandaag zijn veel geneesmiddelen slechts beschikbaar in een beperkt aantal standaarddoseringen en farmaceutische vormen. Die opties zijn echter niet altijd geschikt voor kinderen, ouderen, patiënten met slikproblemen of mensen bij wie de dosis van een behandeling geleidelijk moet worden aangepast.
Met 3D-printing zouden apothekers mogelijk tabletten kunnen produceren waarvan de dosering specifiek op elke patiënt is afgestemd. Ook de grootte, de vorm en het afgifteprofiel van het geneesmiddel zouden kunnen worden aangepast. Zo zou bijvoorbeeld een kleinere tablet kunnen worden geproduceerd voor iemand die moeite heeft met slikken, of zouden verschillende werkzame stoffen kunnen worden gecombineerd in één gepersonaliseerde tablet.
Deze aanpak zou zo een aanvulling kunnen vormen op traditionele farmaceutische bereidingen door een meer geautomatiseerde en reproduceerbare methode te bieden voor de productie van kleine hoeveelheden gepersonaliseerde geneesmiddelen, rechtstreeks in het ziekenhuis.
3. Aan welke soorten geneesmiddelen werkt u en welke wetenschappelijke uitdagingen brengt dit met zich mee?
Mijn onderzoek richt zich momenteel op gabapentine, een geneesmiddel dat onder andere wordt gebruikt voor de behandeling van epilepsie en neuropathische pijn. Vanuit formuleringsoogpunt is gabapentine bijzonder interessant omdat het gevoelig kan zijn voor thermische en mechanische belasting. Sommige 3D-printtechnologieën stellen de formulering namelijk bloot aan veeleisende productieomstandigheden, waaronder hoge temperaturen, die het geneesmiddel kunnen aantasten of de afbraak ervan kunnen bevorderen. Dit zou gevolgen kunnen hebben voor de kwaliteit, veiligheid en werkzaamheid van het uiteindelijke geneesmiddel.
Een belangrijk deel van mijn onderzoek bestaat er daarom in productieomstandigheden te identificeren waarmee gabapentine kan worden geprint zonder de kwaliteit ervan aan te tasten. Tegelijkertijd moeten de geproduceerde tabletten de juiste dosis bevatten, voldoende mechanische sterkte hebben en het geneesmiddel op een consistente en reproduceerbare manier vrijgeven.
4. U onderzoekt verschillende 3D-printtechnologieën. Bieden deze elk verschillende voordelen?
Ja, elke technologie werkt op een andere manier en biedt specifieke voordelen.
Bij laserpoederbedfusie wordt een laser gebruikt om farmaceutisch poeder selectief te versmelten en zo de tablet laag voor laag op te bouwen. Met deze techniek kunnen tabletten met complexe interne structuren worden geproduceerd en kunnen mogelijk ook de porositeit en het afgifteprofiel van het geneesmiddel worden aangepast. In samenwerking met de Universiteit Utrecht hebben we voorbereidende studies uitgevoerd waarbij deze techniek werd gebruikt om gabapentinetabletten te printen.
Bij semi-solide extrusie wordt een pasta- of gelachtige formulering gebruikt die laag voor laag via een spuitmond wordt aangebracht. We bereiden een ‘inkt’ bestaande uit gabapentine, water en een farmaceutisch polymeer, die vervolgens in tabletvorm wordt geprint. Omdat deze methode bij kamertemperatuur kan worden toegepast, kan ze bijzonder geschikt zijn voor geneesmiddelen die gevoelig zijn voor hoge temperaturen.
We zijn ook geïnteresseerd in directe poederextrusie, waarbij het poeder rechtstreeks in de printer wordt verwerkt. Deze techniek zou het productieproces kunnen vereenvoudigen en mogelijk de oplossing van slecht wateroplosbare geneesmiddelen kunnen verbeteren dankzij een proces van in-situ-amorfisatie, waarbij de structuur van het geneesmiddel wordt gewijzigd om de oplosbaarheid ervan te bevorderen.
5. Het Inside 3D-project is inmiddels halverwege. Welk moment is u tot nu toe het meest bijgebleven en waar kijkt u het meest naar uit voor het vervolg?
Een van de momenten die mij het meest zijn bijgebleven, was de ontvangst van de farmaceutische 3D-printer FabRx M3DIMAKER, die met steun van het Inside 3D-project werd aangekocht.
Voor de volgende fase kijk ik ernaar uit om het printproces verder te optimaliseren en directe poederextrusie voor slecht oplosbare geneesmiddelen verder te onderzoeken. Ik wil met name de stabiliteit van de geproduceerde tabletten evalueren: nagaan of de amorfe vorm die tijdens het printen ontstaat stabiel blijft in de tijd en of de tabletten tijdens de opslag hun kwaliteit en afgifteprofiel behouden.
Daarnaast wil ik graag Process Analytical Technology (PAT) verder onderzoeken om het geneesmiddelgehalte tijdens het productieproces te controleren en zo een consistentere dosering te bevorderen.
Binnenkort volgt een nieuw interview in onze reeks Achter de schermen bij Inside 3D, waarin we opnieuw kennismaken met een van de mensen die de ontwikkeling van 3D-printing in ziekenhuizen mee vooruithelpen.
