3D-printet medicin kan skræddersys til den enkelte patient
Men der er både muligheder og udfordringer ved 3D-printning af lægemidler med individuel dosis.
3D-print_lægemidler_patient_produkter_skræddersy

Med 3D-printning er det muligt at skræddersy lægemiddelproduktion til den enkelte patients behov. I de nuværende produkter på markedet er dosis fastsat efter en gennemsnitlig patients behov. (Foto: Shutterstock)

Danmarks farmaceutiske industri står over for flere udfordringer.

Antallet af nye lægemidler, der kommer på markedet, er faldende, og der er også langt imellem indbringende blockbustere (lægemidler, der genererer en omsætning på mere end én milliard dollar).

Samtidig er den additive industri, der for de fleste nok er bedre kendt under betegnelsen 3D-print-industrien, vokset med gennemsnitligt 26,2 procent hvert år de sidste 27 år i træk ifølge Forbes.

Det er derfor nærliggende at foreslå, at Danmarks farmaceutiske industri måske kunne bruge noget af den vind i sejlene, der hersker inden for 3D-printning, samtidig med at den bruger nogle af de innovative muligheder, 3D-printning skaber for at optimere indre strukturer af lægemiddelformer, som kun kan skabes i en 3D-printningsproces.

3D-printet medicin er billigere

I mange år har masseproduktion været den parameter, man har drevet forretning efter.

Konkurrencen handlede om, hvem der kunne fremstille et givet produkt billigst. For at komme ned i pris har det været nødvendigt at producere produktet i så højt et volumen som muligt.

Denne fremgangsmåde er allerede nu udfordret af 3D-print-industrien, der kan producere specialdesignende produkter til flyfabrikanter såsom Airbus og Boeing billigere, hurtigere og bedre end det, andre konventionelle produktionsformer er i stand til.

Derudover giver 3D-printning mulighed for at designe dele, der er langt mere komplekse, end det er muligt at konstruere med andre teknikker.

Ved at vælge en passende kombination af materialer, mekaniske design- og procesparametre kan man fabrikere emner, der har de nødvendige mekaniske egenskaber og andre ønskede funktioner.

Kan skræddersy medicin

Med 3D-printning er det muligt at skræddersy lægemiddelproduktion til den enkelte patients behov, hvilket står i modsætning til de produkter, der lige nu er på markedet, hvor eksempelvis dosis er fastsat efter en gennemsnitlig patients behov.

Man kan relativt simpelt variere dosis ved at 3D-printe en ydre skal, hvori ens lægemiddel deponeres. Herved kan man også meget enkelt styre, hvor lang tid der går, før den 3D-printede lægemiddelform bliver opløst og afgiver lægemiddelstoffet. Denne tidsmæssige kontrol af afgivelsen kan gøres ved at variere tykkelsen af den ydre skal, som illustrationen herunder viser.

3D-printet medicin

Skematisk repræsentation af en 3D-printet lægemiddelform med tyk væg (venstre) og tynd væg (højre). (Illustration: Johan Bøtker, Johanna Aho og Jukka Rantanen)

Fordele ved 3D-printning

En anden fordel ved 3D-printning er, at tilføjelse af yderligere kompleksitet til lægemiddelformen kan gøres computationelt, altså ved hjælp af beregninger, uden at det har indvirkning på selve fremstillingsprocessen.

Man kunne for eksempel forestille sig en situation, hvor to lægemidler skal gives i kombination, og hvor det samtidig er vigtigt, at det ene lægemiddel enten skal komme ud før det andet, eller de to lægemidler måske interagerer uhensigtsmæssigt med hinanden.

I det tilfælde vil man kunne fremstille en kompartmentaliseret lægemiddelform med de to lægemiddelstoffer placeret i hvert sit kammer, som vist på illustrationen herunder. Herved vil stoffet, der er placeret i det yderste kammer frigives før stoffet i det inderste kammer.

3D-printet medicin har mange fordele

Figur 2. Skematisk repræsentation af en kompartmentaliseret 3D-printet lægemiddelform. (Illustration: Johan Bøtker, Johanna Aho og Jukka Rantanen)

Skematisk repræsentation af en kompartmentaliseret 3D-printet lægemiddelform. (Illustration: Johan Bøtker, Johanna Aho og Jukka Rantanen)

Denne mulighed for at skræddersy lægemiddelformen, så den passer til den enkelte patients behov, betyder, at man må beregne de mange forskellige designmuligheder for at sikre, at lægemiddelformen præsterer som ønsket.

En sådan mulighed for at designe den indre struktur af en lægemiddelform eksisterer ikke ved konventionel produktion af eksempelvis tabletter, hvor pulver under et højt tryk komprimeres. 3D-printningen sker uafhængigt af doseringen af lægemidlet.

Man kan herved betegne det som en opdelt tilblivelsesproces, hvor 3D-printning og lægemiddelstof er i hvert deres adskilte produktionstrin.

Denne opdelte tilgang har mange fordele. Det betyder blandt andet, at lægemiddelstoffet kan skiftes ud, uden at det af den grund har indflydelse på selve produktionen.

Hvis man kigger på konventionel fremstilling af tabletter, er dette ikke tilfældet, da man ved skift af lægemiddelstof ofte ender med at påvirke tabletteringsegenskaber såsom pulverflydeevne og den mekaniske styrke af tabletterne. Derved bliver man nødt til at ændre på sammensætningen af hjælpestoffer, før man kan begynde at fremstille tabletterne.

Det kan hermed ses, at en opdelt produktionsform er bydende nødvendigt, hvis vi i fremtiden skal individualisere medicinen til patienterne. 3D-printning er den rette vej at gå.

Danmark skal ind i kampen hurtigt

Det bør være et mål at identificere de produktionsformer, der kan anvendes til en egentlig produktion af medicin, hvor dosis kan tilpasses til den enkelte patient.

ForskerZonen

Denne artikel er en del af ForskerZonen, som er stedet, hvor forskerne selv kommer direkte til orde. Her skriver de om deres forskning og forskningsfelt, bringer relevant viden ind i den offentlige debat og formidler til et bredt publikum.
ForskerZonen er støttet af Lundbeckfonden.

Den farmaceutiske industri i Danmark er stadig førende inden for mange områder, og hvis vi skal blive ved med at være førende, skal vi være på forkant med nye mulige produktionsformer. På den måde minimeres risikoen for at blive udkonkurreret.

Danmark har dog forpasset chancen for at komme først med et 3D-printet lægemiddel. Det 3D-printede epilepsimiddel Spritam kom nemlig allerede på markedet i USA i 2016.

Hvordan det vil gå Spritam, må tiden vise, men man bør nok være agtpågivende over for nye amerikanske firmaer, da nogle af dem historisk set har været i stand til, lige pludseligt, at tage store markedsandele inden for forskellige industrier i løbet af få år.

Det er Tesla Motors elbiler et godt eksempel på. De er inden for en 10-årig periode gået fra at være ikke-eksisterende til at være den toneangivende spiller på det globale elbilmarked.

Forskningsteamet på KU har modtaget midler fra Danmarks Frie Forskningsfond til at udføre forskning indenfor 3D-printet medicin.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.


Se den nyeste video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.


Ugens videnskabsbillede

Se flere forskningsfotos på Instagram, og læs om Evidensbarometeret, som Videnskab.dk lige har lanceret.