Personoituja lääkkeitä 3D-tulostamalla

Juuri sinulle annoksen, muodon, liukenevuuden ja jopa maun suhteen räätälöity lääke, joka valmistetaan lähiapteekissa lääkärin reseptin mukaan? Tämä on ainakin teoriassa ja osin käytännössäkin mahdollista 3D-tulostustekniikan avulla. Aihetta tutkitaan 3D-CURE -hankkeessa.

Teksti ja kuvat: Martti Komulainen

Lääkkeiden 3D-tulostus ei ole aivan uutta – sitä on tutkittu jo kymmenkunta vuotta. Erään startupyrityksen kautta ”ex-tempore” 3D-tulostusta on Suomessa kokeiltu jo muutamissa apteekeissa verisuoni- ja tulehduskipulääkkeille tietyille asiakasryhmille tarjottavana palveluna.

Vielä ollaan tutkimus- ja kehitysvaiheessa

– Ei voida sanoa, että lääkkeiden 3D-tulostus olisi vielä aktiivisesti käytössä oleva toimintamalli, vaan ollaan vielä tutkimus- ja kehitysvaiheessa, tiivistää lehtori Jani Pelkonen Uudet materiaalit ja prosessit -tutkimusryhmästä.

Paljon on vielä avoimia kysymyksiä eikä 3D-tulostus tekniikkana ole vielä noussut laajemmin perinteisten lääkevalmistusteknologioiden rinnalle. Syitä on monia: massavalmistus on luonnollisesti kustannustehokkaampi tapa valmistaa lääkkeitä. Myös monien lääkeaineiden kapselointi 3D-valmisteisiin on haastavaa. Oman viiveensä kehityksessä muodostaa lääkevalmistuksen tiukka regulaatio.

Turun AMK:ssa tehdään lääkeimplanttien liukenevuustutkimusta

Turun AMK:ssa on keskitytty etenkin lääkeimplanttien (lääkeaine runkoaineen sisällä) liukenevuuden tutkimiseen. Toinen tutkimussuunta liittyy 3D-tulostettujen lääkevalmisteiden ominaisuuksien tutkimiseen matemaattisella mallinnuksella käyttäen niin sanottuja digitaalisia kaksosia eli todellisten kohteiden virtuaalisia vastineita.

– Liukenevuuden säätämisellä voidaan lääkeaineen vapautumista optimoida, tähdentää Jani Pelkonen liukenevuuden tutkimisen tärkeyttä.

– Yksinkertaisimmillaan lääkeimplantti (kantaja-aine ja lääkeaine) laitetaan 37 asteiseen veteen (37 astetta simuloi ihmisen kehon sisälämpötilaa) ja mitataan väliajoin vaikuttavan aineen pitoisuutta, kuvailee lehtori Juha Nurmio.

Lääkeaine sopivan kantaja-aineen sisällä mahdollistaa juuri tämän liukenevuuden säätämisen. Kantaja-aine voi olla huokoista, jolloin pienimolekyylinen lääkeaine vapautuu huokosista, tai kantaja-aine voi olla hitaasti liukenevaa. Liukenevuuteen vaikuttavat muun muassa runkoaineen pinta-ala–tilavuus -suhde ja muoto.

Tutkittavina on sekä pienimolekyylisiä aineita että proteiinipohjaisia lääkeaineita. Tutkimuksessa ei keskitytä mihinkään tiettyyn lääkeaineeseen, vaan se tarjoaa pohjatietoa eri tyyppisten lääkeaine–kantaja-aine -yhdistelmien tutkimiseen.

3D-CURE-projekti kokoaa yhteen neljä eri tutkimusorganisaatiota ja useita yrityksiä. Projektia johtaa Turun ammattikorkeakoulu. Åbo Akademi, Turun yliopisto sekä Lappeenrannan-Lahden teknillinen yliopisto yhdessä Bayerin, Brinterin, Gaseran, CH-BioForcen, UPM Biomedicalsin, Rokote Laboratoriesin, DelsiTechin ja EDR & Medeson kanssa muodostavat yhteenliittymän, jonka tavoitteena on kehittää uudenlaista tapaa suunnitella yksilöllistä lääkitystä data- ja mallipohjaisesti, sekä valmistusprosessin tuotannollistamista erilaisten materiaalien 3D-tulostustestauksen kautta.