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.