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
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.