Impresión 3D de medicamentos 19 Octubre 2017

Paloma Ballesteros Papantonakis

Prof. Facultad de Farmacia - UCM

Dolores Serrano López

Prof. Facultad de Farmacia – UCM

Raquel Fernández García

Estudiante de doctorado UCM

Luis Fernando Pérez Ballesteros

Ingeniero industrial

¿Qué es la impresión 3D? • La impresión 3D o fabricación aditiva es un proceso de elaboración de objetos sólidos

tridimensionales a partir de un archivo digital.

• La impresión 3D es la impresión 2D donde el inyector/extrusor va colocando capas

sucesivas de material hasta que se crea el objeto.

• Cada una de estas capas se puede visualizar como si fuera una sección horizontal del objeto finamente cortada.

Divide el modelo en cientos o miles de capas horizontales

¿Cómo es el proceso?

Modelado 3D

Escaneado 3D

Idea

División en capas

Genera sólido 3D

Crea nube de puntos

Convertir a STL

Convertir de nube de puntos a sólido

Generar G-Code

Impresión

Producto final

Aplicaciones

Medicamentos

Ingeniería de tejidos

Spritam®

Sublingual

Comercializado

FDA

Tópicos

Traquea

biorreabsorbible

Órganos

Enfermedades

“in vitro”

Orales

3D PRINTING

Ajuste de dosis según respuesta

Dosis superiores a las normales

Dosis inferiores a las normales

Liberación lenta

Ajuste de dosis en

niños Multidosis

Bajo metabolismo

Elevado metabolismo Dosis

variables

Dispositivos personalizados

Vectorización

Formas farmacéuticas personalizadas

Formas farmacéuticas personalizadas

Formas farmacéuticas personalizadas

Proceso de fabricación en la industria farmacéutica

Producto terminado

Fármaco + excipientes

Granulación seca Granulación húmeda Compresión directa Impresión 3D

“Tinta farmacéutica”

Compactación

Reducción de tamaño

Gránulos húmedos

Secado

Otros excipientes Gránulos

Compresión

Recubrimiento

Tipos de impresión 3D Impresión 3D

Por inyección

Impresión en contínuo

Depósito de gota sobre

sólido

Depósito

gota a gota

Impresión en contínuo

Sistemas de depósito

Con materiales fundidos

Depósito de materiales fundidos (FDM)

Sin materiales fundidos

Microjeringas con presión

asistida (PAM)

Foto-polimerización

Estereolitografía (SLA)

Tipos de impresoras

Láser

Láser

Objeto formado por la solidificación de capas de resina

Plataforma

Resina líquida

Fotopolimerización (SLA)

Cabezal térmico o

piezoeléctrico

Boquilla

Tinta

Lecho de polvo

Plataforma

Gotas

Por inyección

Filamento (API + Excipiente)

Rollos

Controlador de temperatura

Boquilla

Plataforma

Por depósito de material fundido (FDM)

Primer medicamento obtenido mediante impresión 3D Aprecia Pharmaceuticals Tecnología Zip Dose Spritam® Levetiracetam

De la teoría a la práctica Impresión por depósito de material fundido

Filamento (API + Excipiente)

Rollos

Controlador de temperatura

Boquilla

Plataforma

VENTAJAS: Coste eficiente Resistencia mecánica Estabilidad post-procesado

INCONVENIENTES: Calidad del filamento Estabilidad durante el proceso Velocidad y resolución de la impresión

Materiales para la preparación de filamentos:

Acrilonitrilo butadiene estireno (ABS)

Ácido poliláctico (PLA)

Alcohol polivinílico (PVA)

Poli caprolactona (PCL)

Hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC)

Polivinil pirrolidona (PVP)

Plastificantes: polietilenglicol (PEG)

De la teoría a la práctica Impresión por depósito de material fundido

Filamento (API + Excipiente)

Rollos

Controlador de temperatura

Boquilla

Platforma

¿Cómo se pueden preparar los filamentos

cargados con fármaco?

POR DIFUSIÓN PASIVA

POR EXTRUSIÓN EN CALIENTE (HME)

De la teoría a la práctica: Difusión pasiva Filamentos cargados con nifedipino Fármaco poco soluble en m. acuoso Dosis: 10-60 mg/comprimido

Difusión pasiva

1% de fármaco

1000 mg comprimido con sólo 10 mg nifedipino

De la teoría a la práctica: HME- Calidad del filamento

Requerimientos para la calidad del filamento: -Viscosidad -Resistencia mecánica -Flexibilidad

Requerimientos para mantener la calidad del P.A.y velocidad de disolución

HME

De la teoría a la práctica: selección de excipientes de excipientes

Filamento (API + Excipiente)

Rollos

Controlador de temperatura

Boquilla

Platforma

10% Nifedipino 90% Soluplus® (PVA-PCL-PEG)

10% Nifedipino 90% PVA

Buena liberación Quebradizo

Duro y flexible Liberación más lenta

De la teoría a la práctica: selección de excipientes

HME screening

10% Nifedipino 50% PVA 40% Soluplus

10% Nifedipino 40% PVA 50% Soluplus

10% Nifedipino 30% PVA 50% Soluplus 10% PEG

10% Nifedipino 30% PVA 40% Soluplus 20% PEG

Combinación de polímeros Adición de plastificante:PEG

170℃

185℃

200℃

220℃

200℃

170℃

Perspectivas futuras

• Los medicamentos impresos en 3D ya

están en el mercado.

• Ofrecen una amplia gama de ventajas

sobre las formas de dosificación sólidas

convencionales.

• Necesitan superar muchos desafíos.

• Es necesario desarrollar nuevos

polímeros o mezclas de polímeros para

facilitar la liberación controlada de

fármacos.

Gracias por su atención ¿Preguntas?

pballesp@ucm.es drserran@ucm.es