Tartu Ülikoolis uuriti edukalt uusi ravimite 3D-printimistehnoloogiaid
Tartu Ülikooli farmaatsia instituudis valminud doktoritöö näitas, et 3D-printimine on farmaatsiateaduse jaoks paljulubav abimees tulevikuravimite arendamisel.
Doktoritöö autori, Laura Viidiku sõnul soovitakse personaalmeditsiini abil haiguseid ennetada, diagnoosida ja ravida viisil, mis saavutaks parima tulemuse konkreetsel patsiendigrupil. Neid teadmisi aitab rakendada kolmemõõtmeline- ehk 3D-printimine. "Tegu on meetodiga, kus arvuti abil disainitud mudel ehitatakse kiht-kihi haaval soovitud objektiks. Sõltuvalt kihi lisamise viisist jaguneb 3D-printimine erinevateks meetoditeks. Meetodi valik aga omakorda võib seada materjalide valikule lisatingimusi," selgitas Viidik.
3D-printimine sai alguse 1980ndatel ning on viimastel aastatel jõudnud ka meditsiinivaldkonda. Kirjanduses leidub põhjalikke ülevaateid selle kasutamisest nt kardioloogias, hambaravis, plastilises kirurgias, bioprintimisel. Ravimitööstuses nähakse 3D-printimises võimalikku abimeest personaliseeritud ravimite tootmisel. 2015. aastal sai USA toidu- ja ravimiameti poolt heakskiidu esimene 3D-prinditud ravim, mis järgneval kevadel ka USAs turule jõudis. Seni teada olevalt on see ka ainus omataoline.
Sarnaselt klassikalisele ravimiarendusele vajab ka uudsete tehnoloogiate kasutuselevõtt põhjalikku eeltööd, et õppida tundma kasutatavate materjalide omadusi ning võimalikke protsessi ajal toimuvaid muutuseid. Seetõttu uuritigi doktoritöös nii materjalide printimiseelseid omadusi, näiteks viskoossus, füüsikalised omadused, sobivus filamentide tootmiseks kui ka saadud ravimkandursüsteemi printimisjärgseid omadusi nagu raviaine vabanemine, reageerimine kuumutamisele ja kiiritamisele.
Täpsemalt kasutati doktoritöös mikroekstrusioonil ning sulatatud sadestusega modelleerimisel põhinevaid printimistehnoloogiaid. Mõlema meetodi jaoks disainiti sobilik ravi- ja abiainete kombinatsioon. Sobivateks kandurpolümeerideks osutusid polüetüleenoksiid ja polükaprolaktoon, raviaineteks indometatsiin ja teofülliin. Laura Viidik selgitas lähemalt, et mikroekstrusioonil kasutatakse pooltahket printimismaterjali, mis süstla-laadsest printimispeast sobiva kiiruse ja jõuga printimisplaadile pressitakse. "Samal ajal liigub printimispea ettenähtud trajektooril. Niimoodi tekibki materjali ekstrusioonil (ehk siinkohal printimispeast väljutamisel) ja printimisplaadil tahkumisel üks prinditava objekti kiht. Järgmised kihid prinditakse juba eelmiste peale ja kiht-kihi haaval sünnibki protsessis meie disainitud objekt. Sulatatud sadestusega modelleerimisel moodustab ühe kihi mitte pooltahke, vaid sulatatud materjal. Printimispeas kuumutatakse kasutatav materjal kuni sulamiseni, printimisplaadile jõudes materjal tahkub ja moodustab kihi."
Mõlemad meetodid kinnitasid oma potentsiaali ravimite tootmisel kasutamisel ning 3D-printimise uurimisega Tartu Ülikooli farmaatsia instituudis jätkatakse. Tartu Ülikooli teadlaste poolt seni uuritud tabletid vajavad veel täiendavaid uuringuid materjalide käitumise, optimaalsete tootmisparameetrite, ohutuse ja muu sellise osas. "Euroopas ja maailmas laiemalt on 3D-prinditud ravimeid aga samuti väga laialdaselt uuritud, nii et tulevik tundub helge. Minu isiklik hinnang on see, et tõenäoliselt jõuavad nad enne (haigla)apteekidesse väikses mahus spetsiifilistele patsientidele kui suures mahus ravimtööstusesse. Samas esimene prinditud tablett on juba tööstuslikus tootmises. Seega - eks aeg näitab!"
Laura Viidiku doktoritöö "3D printimine farmaatsias – tee uudsete ravimkandursüsteemideni" valmis farmaatsia instituudis kaasprofessor Ivo Laidmäe, kaasprofessor Karin Kogermanni ja professor Jyrki Tapio Heinämäki juhendamisel.
FOTO: Laura Viidik. Pildil ravimite 3D-printimine, milleks kasutati mikroekstrusioonil ning sulatatud sadestusega modelleerimisel põhinevaid printimistehnoloogiaid.
