İlaçların Geleceği: 3D Baskı Teknolojisiyle İlaç Üretmek

3D baskı, ilk olarak 1980'lerin başında Mühendis Charles Hull tarafından öne sürülmüştür. 3D baskı, malzemelerin bir varlık oluşturmak için katman katman yerleştirildiği bir üretim sürecidir. Ayrıca bu süreç, malzemelerin bileşiminin ve mikro yapısının kontrol edilebilmesini sağlayan son derece esnek imkânlar sunmaktadır. Geleneksel üretim süreçleriyle karşılaştırıldığında 3D baskı, karmaşık ve özel tasarım gerektiren ürünlerin tasarımları bilgisayar üzerinde yapıldıktan sonra tek adımda üretilebilmesi sayesinde büyük avantajlara sahiptir. Bu avantajlardan biri üretim sürecinde karmaşık teknolojilerin ve tesislerin azaltılmasıyla oluşacak ekonomik faydadır. Bir diğer avantajı da karmaşık adımların azaltılmasıyla oluşacak zaman tasarrufudur.

Günümüzde 3D baskı farmasötik alanda, tablet üretiminde kullanılan kalıpları hazırlamak için veya doğrudan hammaddeleri kullanarak ilaç üretmek için kullanılabilir. Araştırmacılar, doktorlar veya eczacılar; bilgisayar destekli tasarımlarla gerekli talimatları hazırlayarak mürekkep olarak ilaçların aktif maddelerinin ve yardımcı maddelerinin yer aldığı 3D baskı teknolojisi aracılığıyla ilaçları üretebilirler.

3D baskı teknolojisi ile yapılan ilaç üretimi, kullanılacak maddelere uygun olarak inkjet bazlı baskı ile oluşturulmaktadır. Inkjet yazıcılar ilaçların aktif maddelerini ve yardımcı maddelerini küçük damlalar halinde, belirli hızlarda maddenin üzerine püskürtür. Püskürtülen damlaların kurutulmasıyla ortaya çıkan ürün yazıcıdan alınıp ilaç olarak kullanılabilir. Mürekkep püskürtmeli ilaç üretiminde yaygın olarak kullanılan substratlar; farklı selüloz türleri, kaplanmış veya kaplanmamış kağıt, mikro gözenekli biyoseramikler, cam yapılar, metal alaşımlar ve patates nişastası filmleri gibi ürünlerdir. Bu tip ürünler küçük boyutlardaki hidrofobik moleküllerin taşınmasında kullanılabilir. Mürekkep ilaç formülasyonları; steroidal anti-inflamatuar ilaçlar, asetaminofen, teofilin, kafein, vankomisin, ofloksasin, tetrasiklin, deksametazon, paklitaksel, folik asit gibi çeşitli aktif maddeleri içerir.

Kalıtım, yaşam şekli ve beslenme alışkanlığı dahil olmak üzere insanlar arasında birçok bireysel farklılık vardır. Aynı hastalık için bile farklı hastaların farklı ilaç gereksinimleri vardır. Aynı ilaç, aynı hastalığa sahip farklı insanlar üzerinde her zaman aynı etkiyi göstermez. Bu yüzden bireysel farklılıklar tedavide önemli bir yere sahiptir. Geleneksel farmasötikler; şekil, boyut ve salım türü de dahil olmak üzere sınırlı şekilde ve yapılan çalışmalar sonucu ortaya çıkan sonuçların ortalaması baz alınarak kalıp halinde seri üretimlerle üretilir. 3D teknolojisiyle bireysel tedavide büyük aşamalar kaydedilebilir çünkü 3D baskıyla tabletler kişiye özel olarak farklı şekillerde, farklı boyutlarda ve farklı dozajlarda ayarlanarak basılabilir. Ayrıca 3D baskı, hassas mikro kontrol yeteneğine sahip olmasıyla tabletlerin dış şeklini ve iç yapısını kontrol ederek farklı salım profillerinde, istenilen organa istenilen zamanda gönderilebilecek ilaçların üretilmesine olanak sağlar.

3D baskı teknolojisi sayesinde birden fazla ilaç tek bir farmasötik üründe birleştirilebilir. Farklı hastalıklara sahip olan ve gün içinde değişik ilaçlar kullanmak zorunda olan hastaların günde tek bir hap kullanmalarına olanak sağlamak, özellikle tedavide uyumluluğun artmasına fayda sağlayabilir. 3D baskı tarafından üretilen haplar içindeki farklı ilaçların, farklı zamanlarda ve vücudun farklı bölgelerinde birbirinden bağımsız bir şekilde salınımına olanak sağlar.

3D baskı teknolojisinin, teknoloji ve malzeme konusunda hâlâ eksiklikleri olsa da, teknolojinin ilerlemesiyle birlikte eczacılığın ve ilaç üretiminin geleceğini şekillendirecek bir potansiyele sahip olduğunu görüyoruz. Gelecekte hastanelerde ve eczanelerde hastaya özel ilaçların hazırlanabileceği 3D yazıcılar görmeye başlayabiliriz.

Hazırlayan: Zeynep Ayar

Kaynak:

The Top 10 Trends Shaping the Future of Pharma. The Medical Futurist. (2018, October 2). https://medicalfuturist.com/top-10-trends-shaping-future-pharma/.

Zhu, X., Li, H., Huang, L., Zhang, M., Fan, W., & Cui, L. (2020, August 24). 3D printing promotes the development of drugs. Biomedicine & Pharmacotherapy. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0753332220308374.

Asadi, Ph.D., E. (n.d.). An Alternative Biologistics for Pharmaceutical Products: 3DPrinted Tablets and Pills. http://www.ce.memphis.edu/smishra/PDFs/Reports/2016_Biologistics_3D_Printing.pdf.