Ricerche

Stampante 3D per produrre polipillole. (Foto: autore)

Con l'invecchiamento della popolazione e l'aumento dei tassi di malattie croniche, un numero crescente di persone sta prendendo più pillole per diverse condizioni, spesso in momenti diversi della giornata. Prendere la pillola giusta al momento giusto può essere problematico e potenzialmente pericoloso, se viene commesso un errore.

È particolarmente difficile per le persone con demenza, per ovvi motivi. Per le persone sarebbe più conveniente e sicuro prendere solo una pillola al giorno, una che offre tutti i farmaci giusti, al momento giusto, nella dose giusta.

Le pillole di norma funzionano rilasciando farmaci nel corpo, quando il guscio esterno si scioglie nel sistema digestivo. Il farmaco all'interno poi entra nel flusso sanguigno. Ma una pillola progettata in modo intelligente potrebbe avere molti strati. Dopo che il primo farmaco è stato rilasciato, il guscio successivo della pillola risulta esposto, dissolvendosi a sua volta e rilasciando un farmaco diverso. Questo continuerà fino a quando tutta la pillola è sciolta.

Sarebbe possibile anche temporizzare l'erogazione di ciascun farmaco ponendo i vari medicinali in strati che si dissolvono a velocità diverse. Questo non è un futuro da sogno. Queste 'polipillole' sono già prodotte, per lo più per il diabete di tipo 2, per l'ipertensione e per i disturbi cardiaci.

Queste polipillole non sono difficili da produrre in quantità. Ma c'è un inconveniente: una polipillola con una specifica combinazione di farmaci non può aiutare sicuramente tutti i pazienti. Alcune persone potrebbero non avere bisogno di uno dei farmaci o potrebbe averne bisogno in dosi diverse di quelle di una polipillola prodotta in serie.

Produrre polipillole personalizzate attraverso le tecniche solite di produzione dei farmaci è molto costoso, in quanto servono quantità molto piccole, spesso per un solo paziente. Un modo molto più economico di fare queste polipillole è la stampa 3D, in cui strati sottili di materiale sono messi uno sopra l'altro, secondo il progetto del prodotto finale.

Pillole stampate

Un farmaco stampato in 3D è già stato approvato dalla US Food and Drug Administration (FDA), ma non è una polipillola. La pillola approvata dalla FDA è fatta di un farmaco solubile in acqua, ma molti farmaci non sono solubili in acqua. I farmaci devono sciogliersi rapidamente dopo essere entrati nel corpo, oppure devono essere sciolti prima, per un assorbimento efficiente. E queste limitazioni si applicano anche alle polipillole.

Abbiamo pubblicato di recente una ricerca su un tipo di materiale che è stato usato per contenere farmaci insolubili in acqua, in passato, ma non era mai stato stampato prima in 3D. Questi materiali sono chiamati 'complessi tensioattivo-polielettrolita', e sono gel composti principalmente di acqua, ma la loro chimica permette loro di trasportare farmaci che non possono essere sciolti in acqua.

I tensioattivi sono molecole con due parti: una parte ama mescolarsi con l'acqua e l'altra no. Ciò significa che i tensioattivi tendono a raggrupparsi con altre molecole dello stesso tipo quando sono posti in acqua, così che le parti che non amano l'acqua sono schermate da essa. Queste strutture possono memorizzare farmaci al loro interno.

I tensioattivi nel nostro studio avevano una carica elettrica negativa, ed i polimeri (polielettroliti) avevano una carica elettrica positiva. Così, quando tensioattivi e polielettroliti con carica opposta entrano in contatto, sono attratti l'uno all'altro per formare un 'complesso' (quindi 'complessi tensioattivo-polielettrolita'). Questo significa che lì abbiamo formato un sistema 3D di trasporto dei farmaci.

Abbiamo stampato in 3D strati alternati di polielettrolita e tensioattivi per produrre questi complessi. Questi hanno il potenziale di immagazzinare e fornire molecole di farmaco in forma di pillole. La pillola può essere trasformata in una polipillola semplicemente stampando strati differenti con farmaci differenti.

Non ci siamo ancora

Anche se è già stata fatta molta ricerca, questa nuova forma di somministrazione di farmaci ha ancora molta strada da fare, soprattutto in termini di approvazione regolamentare, che richiede fino a cinque anni, dopo aver superato gli studi clinici.

Forse tra cinque anni, alcuni di noi riceveranno una prescrizione per polipillole personalizzate prodotte su una stampante 3D nella nostra farmacia locale. Le persone con condizioni multiple avranno una pillola stampata in 3D al giorno invece di un programma complesso di molte pillole, o forse possono anche avere i farmaci impiantati direttamente nel corpo.