Současným trendem ve farmacii je rozvoj „personalizované medicíny“, tedy přizpůsobení léku potřebám konkrétního pacienta. Jednou z nejnovějších vyvíjených metod, která má velký potenciál, je využití 3D tisku pro tvorbu tablet. V prvním kroku se připraví pevná vlákna, obsahující léčivo a směs pomocných polymerů, ve druhém kroku jsou vlákna použita jako materiál pro 3D tisk. Tato metoda přináší výhody jako možnost rychle změnit dávku léčiva pro každou tabletu, možnost ovlivnit rychlost uvolňování léčiva a také možnost zabudování více léčiv do jedné tablety.
V dnešní době nenarazíte téměř na nikoho, kdo někdy nemusel brát léky. Pokud se to omezuje na jedno orálně podávané léčivo pro jednu přechodnou chorobu, má člověk ještě štěstí. Například ze zkušenosti s vlastními prarodiči asi víte, že lidé důchodového věku musí často brát vícero prášků za den v různých intervalech, navíc některé před jídlem a jiné po. Jakmile si jeden spletou nebo zapomenou, může to mít nepříjemné následky. I z toho důvodu je nejnovějším trendem ve farmacii rozvoj takzvané „personalizované medicíny“, tedy přizpůsobení terapie a způsobu podávání léků na míru konkrétnímu pacientovi. Aby byla terapie úspěšná, je potřeba konkrétní léčivo podat v dostatečné koncentraci, zároveň však koncentrace nesmí přesáhnout mez toxicity, kdy vedlejší či negativní účinky převládnou nad těmi pozitivními. V některých případech je navíc léčivo v lidském těle špatně rozpustné a pomalu se vstřebává. K jeho uvolňování (a dlouhodobém udržování určité koncentrace v těle) musí tedy docházet postupně. U každého člověka je však tato požadovaná koncentrace jiná. Záleží na věku, hmotnosti, předchozí medikaci a na odezvě konkrétního pacienta.
Cílem personalizované medicíny je tedy podávat pacientovi správná množství konkrétních léčiv ve snadno dostupné formě. Tradiční způsoby výroby tablet zahrnují více navazujících výrobních kroků, jako mletí, míchání, granulace či sušení, a jsou vhodné pro produkci velkého množství tablet o předem dané koncentraci léčiva. Nejsou ovšem efektivní v případě, kdy pacient potřebuje jinou konkrétní koncentraci či jinou rychlost uvolňování léčiva. Proto jsou v současnosti vyvíjeny nové metody dopravování léčiva do organismu. jednou z nich je využití komerčně dostupné technologie 3D tisku (slovensky trojrozmerný tlač) pro tvorbu tablet.
Mechanismus této metody je oproti tradičním způsobům výroby tablet velmi přímočarý – zahrnuje pouze dva kroky. Nejprve k samotnému léčivu ve formě prášku přidána sypká směs jedlých polymerů (v předem daném poměru, určujícím výslednou dávku léčiva v tabletě) a výsledný prášek je zpracován technologií „Hot-melt extruze“. Ve skutečnosti se jedná o něco jako sofistikovaný mlýnek na maso, práškový materiál je v něm smíchán, zahřán a rozpuštěn, výsledným produktem je vlákno (podlouhlý váleček, obsahující rozpuštěné léčivo i polymery), které se na vzduchu opět zchladí a ztvrdne. Druhým krokem je zavedení vlákna do 3D tiskárny, kde ho pohyblivá tisková hlava opět nataví a (podle předem připraveného počítačového 3D nákresu tablety) postupně ve vrstvách „nalepuje“ materiál vlákna na nažhavenou podložku, čímž vzniká požadovaný tištěný objekt (v našem případě tableta).
Kromě možnosti snadno a rychle měnit koncentraci léčiva (v prvním kroku této metody) tato technologie přináší i další výhody – u tablet je při tisku možné nastavit vnitřní porozitu (udělat v ní díry a kanálky), čímž dosáhneme rychlejšího rozpouštění. Smícháním léčiva s polymery a jeho natavením většinou narušíme krystaly, které léčivo vytváří, čímž můžeme dále zvýšit jeho rozpouštěcí rychlost, navíc se tím vyhneme použití patentovaných krystalických forem léčiv. Dále je možné tisknout tabletu z více materiálů najednou (použitím více tiskových hlav), kde každý z materiálů obsahuje jiné léčivo. Optimálním výsledným produktem by tedy byly tablety, které by obsahovaly například sadu léčiv o koncentracích a rychlostech uvolňování, nastavených tak, aby přesně vyhovovaly potřebám konkrétního pacienta.
Vývojem této metody se nyní zabývá část vědecké skupiny pana profesora Štěpánka. Nejčastějšími výzvami metody je vytvořit v prvním kroku taková vlákna, která je opravdu možné tisknout. Toho někdy není jednoduché dosáhnout, v nejhorších případech má vlákno konzistenci žvýkačky nebo je naopak příliš křehké, je tedy potřeba analyzovat fyzikální vlastnosti vláken, zjistit, co je příčinou špatných vlastností a co je potřeba změnit, aby se tyto vlastnosti vylepšily. Samotné léčivo ve vlákně už je samozřejmě jednou z příčin horších fyzikálních vlastností, jejich vylepšení je pak dosahováno změnami složení polymerní směsi ve vlákně, přidáváním nových složek a změnami parametrů procesu tvorby vlákna. Kromě výroby vláken, samotného 3D tisku a série metod pro analýzu fyzikálních vlastností a struktury vláken se skupina zabývá také metodami, ověřujícími kvalitu výsledných produktů z farmaceutického hlediska, tedy koncentraci, homogenitu a strukturu léčiva po jeho zpracování do formy tištěné tablety. Na obrázku vidíte počítačový model a následně podle něj vytištěné tablety (obsahující předem nastavenou dávku modelového léčiva).
