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Jedem Patient seine eigene Tablette


Digital Manufacturing - epaper ⋅ Ausgabe 6/2021 vom 08.10.2021

ADDITIVE FERTIGUNG

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Bildquelle: Digital Manufacturing, Ausgabe 6/2021

Kann man mittels 3D-Druck Tabletten wirtschaftlich und so flexibel herstellen, dass sie sich auf jeden Patienten maßschneidern lassen? Dieser Frage sind ein paar schlaue Köpfe nachgegangen, die Neugier zu ihrem Beruf gemacht haben: Wissenschaftler von Merck, die für ihre Tests im Labor auch additive Fertigung einsetzen. Das genutzte Verfahren kann mit individuellen Wirkstoffmengen versetztes extrudiertes und granuliertes Material direkt austragen. Genau richtig für diesen Zweck, wie sich schnell herausstellen sollte.

Tradition trifft modernste ...

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... Methoden

Merck ist eines der weltweit ältesten pharmazeutisch-chemischen Unternehmen. Doch heute nutzt es für die Produktentwicklung modernste Technik: Beispielsweise mehrere additive Fertigungsverfahren. Bislang vorwiegend, um schneller zum Prototyp oder Klinikmuster zu kommen und die Time-to-Market zu beschleunigen.

„Aktuell sind aber auch individualisierte Therapien ein großes Thema“, erläutert Dr. Thomas Kipping, der als Head of Drug Carriers bei Merck im Bereich Life Science arbeitet. Ziel sei unter anderem, in einer Tablette mehrere Wirkstoffe zu

kombinieren, deren Menge an das Gewicht des Patienten anzupassen und diese optimal dosiert über eine definierte Zeitspanne freizusetzen. Um dem Tablettenthema tiefer auf den Grund zu gehen, mietete das Team um Dr. Thomas Kipping zunächst für ein Jahr einen Freeformer von Arburg.

Tests mit Koffein machen Mut

Für die Versuche wurde Koffein als Modellwirkstoff verwendet, das zusammen mit einem speziellen PVA-Polymer (Polyvinylalkohol) und Zusatzstoffen wie Binder und Geschmacksmarkierer in einem Doppelschnecken-Extruder homogenisiert wurde. Hier trat gleich der erste Vorteil des Arburg-Kunststoff-Freiformens (AKF) zum Vorschein: Der Freeformer kann das extrudierte und granulierte Material direkt austragen, ohne dass dieses etwa zu Filamenten weiterverarbeitet und dabei erneut thermisch oder mechanisch belastet werden muss.

Über die Änderung des Füllgrads können wir sehr genau beeinflussen, wie viel davon in welchem Zeitraum freigesetzt wird.“

DR. THOMAS KIPPING, MERCK

Eigenschaften variabel einstellbar

Außerdem lassen sich mit dem offenen System verschiedene Prozessparameter einfach variieren. Beispielsweise wurden Tests mit Füllgraden zwischen 30 und 100 Prozent gemacht (siehe Grafik).

„Wir haben festgestellt, dass sich der Wirkstoff sehr homogen in der Tablette verteilt. Über die Änderung des Füllgrads können wir sehr genau beeinflussen, wie viel davon in welchem Zeitraum freigesetzt wird“, schwärmt Dr. Kipping. Dies erlaube eine sehr genaue Dosierung was Menge und zeitliche Abfolge angehe. Eine weitere Möglichkeit sei, eine „Zwei- Komponenten-Tablette“ zu designen und auf diese Weise mehrere Wirkstoffe zu kombinieren. Auch die Anforderungen an die Stabilität des additiv gefertigten Produkts wurde untersucht und für gut befunden. Denn die Tabletten dürfen bei nachgeschalteten Prozessschritten wie Beschichten (Coating), Verpacken und Transport natürlich nicht brechen.

Viele Ideen für die Zukunft

„Die Testergebnisse sind insgesamt sehr positiv“, fasst Dr. Kipping zusammen. „Aktuell denken wir darüber nach, wie wir den Freeformer optimal nutzen können und stehen dabei im engen Kontakt mit Arburg und potenziellen Partnern.“ An guten Ideen und Potenzialen mangele es nicht. JBI

DR. BETTINA KECK arbeitet im Bereich Public Relations bei Arburg.