Pani Jolanto, jak to się stało, że wkroczyła Pani w badania dotyczące technologii druku 3D? Skąd pomysł na taki kierunek badań?

Już od dawna interesowałam się wykorzystaniem różnego rodzaju technologii w medycynie czy farmacji. Mając przed sobą perspektywę napisania pracy magisterskiej, przez długi czas zastanawiałam się nad możliwą tematyką badań, która byłaby z tym związana. Idealnym do tego miejscem okazała się Katedra Technologii Postaci Leku i Biofarmacji, której kierownikiem jest Pani prof. dr hab. Renata Jachowicz, gdzie pod opieką dr Witolda Jamroza miałam możliwość uczestniczenia w innowacyjnych i niezwykle interesujących badaniach związanych ze sprawdzeniem możliwości zastosowania druku przestrzennego w farmacji.

Nie ukrywam, że sama idea druku przestrzennego nie była mi zupełnie obca, ale możliwość zastosowania jej w farmacji była dla mnie nowością oraz ogromną szansą poszerzenia wiedzy. Kosztowało bardzo wiele pracy i wysiłku, aby zgłębić temat w takim stopniu, by móc się swobodnie poruszać w tematyce druku 3D i tworzyć nowe projekty mogące potencjalnie znaleźć praktyczne zastosowanie w medycynie i farmacji.

Czym zajmowała się Pani w swoich badaniach?

Prowadziłam badania, w których drukowałam tabletki z półproduktu, w którym zawarta już była substancja lecznicza. Był to filament otrzymywany poprzez topliwą ekstruzję, również w Katedrze Technologii Postaci Leku i Biofarmacji. Oprócz tego prowadziłam eksperymenty, w których drukowałam nierozpuszczalne, porowate otoczki, które wpływały na uwalnianie substancji czynnej z zamkniętych w nich tabletek otrzymanych metodą klasyczną – poprzez kompresję proszków.

Czym jest technologia druku 3D?

Jest to wytwarzanie przedmiotów przy użyciu metod przyrostowych. Istnieje kilka technik druku 3D. Ja w swoich badaniach pracowałam w technologii wykorzystującej termoplastyczny filament, który jest podgrzewany w głowicy do półpłynnej postaci i nanoszony cienką warstwą na stolik. Po naniesieniu pierwszej warstwy filament niemalże natychmiast zastyga, a głowica drukarki podnosi się i wtedy nanoszone są kolejne warstwy tworzące trójwymiarową strukturę. Inną metodą jest chociażby stereolitografia wykorzystująca specjalne żywice ulegające miejscowej polimeryzacji pod wpływem działającej na nie wiązki lasera.

Jakie przestrzenie widzi Pani dla zastosowania technologii druku 3D w farmacji i medycynie?

Druk 3D jest już stosowany w medycynie. Nawet w naszym kraju istnieją już jednostki lecznicze, w których drukuje się m.in. modele narządów czy guzów służące do przygotowywania się do operacji. Drukuje się także protezy zarówno wszczepiane (wewnętrzne), jak i szkielety zewnętrzne, które często wyglądają naprawdę pięknie i imponująco. Także w dziedzinie farmacji druk przestrzenny już znajduje zastosowanie, o czym świadczy pierwszy zarejestrowany (w 2015 r. przez FDA) lek – Spritam®, wytwarzany przez miejscowe zlepianie proszku.

Sądzę, że najbliższe do realizacji jest wykorzystanie technologii druku 3D w farmacji szpitalnej – moglibyśmy tworzyć dla konkretnego pacjenta jedną tabletkę, która będzie zawierała np. dwie substancje czynne, w dodatku uwalniane w odpowiednim czasie zamiast podawania choremu kilku jednoskładnikowych preparatów. Istnieje możliwość szybkiej modyfikacji dawki, a nawet kinetyki uwalniania każdego ze składników tak otrzymanej postaci leku, co mogłoby skutkować zwiększeniem skuteczności leczenia. Inne zastosowanie to możliwość wydrukowania dla dziecka tabletki w jego ulubionym kształcie, kolorze, a nawet smaku, np. w postaci różowego misia – dzięki czemu mogłoby ono chętniej przyjąć lek. Niewątpliwie wpłynęłoby to na poprawę komfortu małych pacjentów i mogłoby zachęcić ich do współpracy z lekarzami. Ideałem byłaby możliwość drukowania dla każdego pacjenta tabletki o specjalnie dobranym dla niego składzie. Oczywiście obecnie przygotowuje się dla niektórych pacjentów proszki dzielone, ale jest to czasochłonne. Charakteryzują się one również stosunkowo niewielką trwałością w porównaniu do produktów otrzymanych przemysłowymi metodami. I tu właśnie, w tak małej skali apteki, pojawia się możliwość zastosowania technologii druku 3D.

Rozumiem, że technologia druku 3D może nieść oszczędności?

Zdecydowanie tak, jednak raczej na małą skalę, np. w przypadku tzw. leków sierocych oraz leków o bardzo wąskim indeksie terapeutycznym. Pamiętajmy jednak, że wyprodukowanie tabletki w tradycyjnym procesie tabletkowania to zaledwie kilka sekund, a drukarka 3D działa znacznie wolniej.

Do tej pory mówiła Pani głównie o plusach i możliwościach wykorzystania druku 3D, chciałabym więc zapytać, czy technologia ta ma ograniczenia? Czy napotkała Pani jakieś trudności w swoich badaniach?

Przy wyborze konkretnej metody druku trzeba liczyć się z licznymi ograniczeniami co do właściwości fizykochemicznych materiałów, które mogą być użyte w procesie. Dlatego pierwszym wyzwaniem było odnalezienie odpowiedniego polimeru do druku i optymalizacja warunków procesu, takich jak np. temperatura i szybkość druku przy zachowaniu warunków, które nie wpływały na stabilność substancji leczniczej.

Ze swojego doświadczenia mogę powiedzieć, że szczególnie na początku dużym problemem jest powtarzalność warunków. Okazuje się, że nie zawsze ustawienie tych samych parametrów skutkuje takim samym produktem. Ważne także są rodzaj i jakość materiałów, z których drukujemy – w moim przypadku były to filamenty, które jeśli chociaż minimalnie różniły się w swoim składzie, to zawartość substancji czynnej w różnych fragmentach materiału nie była jednolita lub parametry druku okazywały się nieoptymalne. Skutkowało to problemami w uzyskaniu trwałego, nierozpadającego się produktu. Dużym wyzwaniem jest też ujednolicenie produktów druku 3D oraz stworzenie norm i odnośników umożliwiających kontrole otrzymywanych produktów – szczególnie jeśli mówimy o nich w kontekście farmacji.

Mówi się, że ograniczeniem w technologii druku 3D jest jedynie wyobraźnia twórcy, zgadza się Pani z tą tezą?

Jeżeli mamy dostęp do różnych typów drukarek i wszelkich tworzyw jak najbardziej tak. Trzeba mieć jednak sporą wiedzę i doświadczenie, żeby odpowiednio dobrać metodę druku, parametry samego procesu oraz materiał niezbędny do realizacji swojego pomysłu.

Czy uważa Pani, że technologia druku 3D wejdzie „pod strzechy” farmacji?

Mam taką nadzieję i bardzo w to wierzę. Nie tylko dlatego, że niesie to niesamowicie dużo korzyści dla pacjentów, ale także stwarza to ogromne szanse rozwoju dla samych farmaceutów – pozwoli im otworzyć się na nowe możliwości.

Dziękuje serdecznie za rozmowę i życzę wielu kolejnych sukcesów.

Dziękuję również.