Die Design-Pille aus dem 3-D-Drucker
Der Auflösungsprozess ist ein allgegenwärtiges und zugleich faszinierendes Phänomen. Objekte mit der gleichen Masse, aber unterschiedlichen Formen können sich unterschiedlich schnell auflösen, was bei Medikamenten wie Tabletten wiederum zu schnellen und verzögerten Freisetzungsprofilen ihres Wirkstoffes führt. Mit dem 3-D-Druck können komplexe Formen hergestellt werden, die neue Möglichkeiten für die Entwicklung angepasster Designs zur kontrollierten Freisetzung von Medikamenten eröffnen.
Eine Gruppe um Vahid Babaei, Forschungsgruppenleiter am Max-Planck-Institut für Informatik, und Julian Panetta, Professor an der University of California in Davis, errechnete die Auflösungszeit verschiedener Formen von Tabletten durch mathematische Modellierung und Experimente. Das Team setzt dabei erstmals auf ein inverses Design und die sogenannte Topologieoptimierung.
Erst legten sie das Zeitintervall fest, in dem die Pille ihren Wirkstoff freisetzen soll. Dann berechneten sie die Form, die genau dieses Freisetzungsprofil aufweist. Dafür nutzten sie ein Modell, welches errechnet, wie sich Körper mit unterschiedlichen Formen in einer Flüssigkeit auflösen. Diese Formen druckte das Team nun aus einem wasserlöslichen Material, das im 3-D-Druck auch kommerziell verwendet wird. Und die im Computer designten Tablettenmodelle lösten sich ziemlich genau im zuvor berechneten Zeitintervall auf. Damit sich auch Tabletten mit bizarren Formen noch schlucken lassen, könnten sie aus einem weichen Trägermaterial produziert oder mit einer schnell löslichen Kapsel umhüllt werden.
Dieser Ansatz könnte für die pharmazeutische Industrie hochinteressant sein.
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