ロンドン大学の新技術は7秒で薬を3Dプリントできる

南極クマの紹介:個別化医療は現代医学の大きな目標です。現代の科学的データ分析により、患者の診断結果が同じであっても、実際には各人の状況は非常に異なっていることがわかります。理想的には、異なる症状には異なる治療法が必要です。しかし、個人に合わせた投与量はまれである。なぜなら、それらは手作業で製造され、準備に長い時間がかかるからであり、ほとんどの人は画一的な錠剤を服用しなければならないことを意味する。
現在、UCL の研究者たちは、医薬品の 3D プリントが、パーソナライズされた医薬品のオンデマンド生産への道を開く可能性があると考えています。この技術を開発している科学者らは、この技術により、最終的には患者が自宅で自分で薬を印刷できるようになるかもしれないと述べている。
△3Dプリントされたパラセタモール薬。写真提供: アルバロ・ゴヤネス
2022年3月26日、アンタークティックベアは、ロンドン大学のUCL（薬学部）が、7秒以内に3Dプリントの医薬品を完成させることができる新しい3Dプリント技術を開発したと発表したことを知りました。将来的には、この技術により、小型の家庭用 3D プリンターによる医薬品の迅速な製造が可能になることが期待されています。彼らの研究結果は、「医薬品の迅速な生産のための体積 3D プリンティング」というタイトルで Sciencedirect に掲載されました。
このプロジェクトは、アブドゥル・バシット教授（UCL薬学部）が主導し、サンティアゴ・デ・コンポステーラ大学の研究者、およびUCLメンバー3名が共同設立したUCLのスピンアウト企業FabRxと共同で取り組んでいます。

△アルバロ・ゴヤネさんは3Dピルプリンターを使用しています。写真提供: アルバロ・ゴヤネス
既存の 3D 印刷技術では、急速に変化する臨床環境でオンデマンドで医薬品を製造するために必要な速度を提供できません。ボリューム印刷は、高速印刷を提供し、層ベースのバット光重合技術の幾何学的および表面品質の制限を克服する新しい 3D 印刷技術です。

これまでのバット光重合 3D 印刷技術とは異なり、体積印刷技術は、光重合中の酸素誘起重合阻害によって引き起こされる閾値挙動を利用して、必要な 3D ジオメトリ全体を同時に固めます。この研究では、容積式プリンターを初めて使用し、薬剤を充填した 3D プリント錠剤 (プリントレット) を数秒以内に製造しました。架橋モノマーとしてポリエチレングリコールジアクリレート（PEGDA）、光開始剤としてリチウムフェニル-2,4,6-トリメチルベンゾイルホスファイト（LAP）、モデル薬物としてアセトアミノフェン（パラセタモール）を使用して、6 つの樹脂配合を評価しました。薬物の放出を促進するために、水または PEG300 がさまざまな濃度の希釈剤として使用されました。パラセタモールを含んだプリントレットは 17 秒で正常に作成されました。

感光性樹脂モノマーと希釈剤の比率を変えることで、感光性樹脂の薬剤放出速度を調整することができ、モノマーと希釈剤の比率が低いほど、薬剤放出速度は速くなります。 3Dプリントされた医薬品はわずか数秒で製造できることが証明されています。さらに最適化すれば、この新技術により、医薬品や医療機器をオンデマンドで迅速に製造できるようになるかもしれません。現在の研究では、研究者らは、人々が使用する主流の薬剤の1つであるパラセタモールの体積3Dプリントを試みた。

△ロンドン大学薬学部が開発した家庭用医薬品3Dプリンター。画像提供：アルバロ・ゴヤネス
この技術は、物体の複数の画像をさまざまな角度から樹脂に照射することで機能します。光の照射量は徐々に増加し、重合が起こるポイントに達します。さまざまな角度と重なりで光の強度を調整することで、樹脂内の立体物のすべてのポイントが同時にこの閾値に到達し、立体物全体が同時に固化できるようになります。

「パーソナライズされた3Dプリント医薬品は急速に発展している」とロンドン大学ユニバーシティ・カレッジの科学者アルバロ・ゴヤネス氏は言う。「臨床試験のために臨床に導入され始めており、最良のケースでは3～5年以内に医療サービスで利用できるようになるだろう」
△この技術は複数のプロジェクトで臨床的に協力されています。写真提供: アルバロ・ゴヤネス
この技術は早期乳がん患者に恩恵をもたらす可能性があり、ヨーロッパ有数のがん専門病院の一つであるパリのギュスターヴ・ルシー病院との共同プロジェクトの一環であり、フランスの7つの病院の300人の患者を対象に、抗がん治療と副作用防止治療の両方を行っている。

「再発リスクを減らすため、早期乳がんの女性の多くは5年間のホルモン療法を受けますが、副作用を管理するために追加の治療が必要になることも少なくありません」と、このプロジェクトを率いたギュスターヴ・ルッシーの薬剤師マキシム・アネロー氏は語る。「しかし、3Dプリントされた薬剤の個別投与機能を使用すれば、こうした治療の問題にはるかに簡単に対処できる可能性があります。」

バシット氏の研究室はこれまでに、毎日複数の薬を服用する必要がある人々を助けるための3Dプリント複合錠剤や、視覚障害者を助けるための点字パターン付きの錠剤を開発してきた。

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