Ứng dụng công nghệ in 3D trong nghiên cứu thuốc

Việc sử dụng công nghệ in 3D trong nghiên cứu dược phẩm đang thu hút được sự quan tâm đáng kể. Các nhà nghiên cứu cho rằng công nghệ này có thể cách mạng hóa quy trình phát triển thuốc giúp rút ngắn thời gian, giảm chi phí và nâng cao hiệu quả. Trong bài viết này cùng 3DCUBE tìm hiểu về ứng dụng công nghệ in 3D trong nghiên cứu thuốc nhé!

Ứng dụng công nghệ in 3d trong nghiên cứu thuốc

Tìm hiểu về công nghệ in 3D trong nghiên cứu thuốc

Ứng dụng đầu tiên của công nghệ in 3D trong lĩnh vực y tế là các thử nghiệm tái tạo phần đầu và cổ đã thay đổi một số kỹ thuật ghép xương sọ vào giữa những năm 1990. 

Trong 20 năm đầu tiên, công nghệ in 3D chỉ đạt được những bước tiến nhỏ. Tuy nhiên, sau năm 2009 nhiều bằng sáng chế về in 3D đã hết thời hạn bảo vệ bản quyền. 

Điều này đã thu hút ngay lập tức sự quan tâm đầu tư nghiên cứu của nhiều công ty tạo ra sự bùng nổ về công nghệ trên thị trường và làm giảm đáng kể chi phí sản xuất. 

Kể từ đó, công nghệ in 3D đã trở thành một trong những chìa khóa then chốt tạo cơ hội cho sự ra đời của nhiều sáng chế và sản phẩm mới mở ra một thời kỳ phát triển mạnh mẽ của ngành công nghiệp này trong nhiều lĩnh vực đặc biệt là y tế. 

Việc sản xuất các bộ phận nhân tạo của cơ thể người như xương, sụn, mô mềm để cấy ghép hay phục hình bằng công nghệ in 3D đã tạo nên một cuộc cách mạng trong lĩnh vực y sinh. 

Công nghệ này đã được ứng dụng thành công trong nhiều lĩnh vực như phẫu thuật tạo hình, điều trị bỏng, ghép mạch máu,…

Tìm hiểu về công nghệ in 3D trong nghiên cứu thuốc

Trong lĩnh vực công nghệ dược phẩm, nghiên cứu về ứng dụng công nghệ in 3D trong nghiên cứu thuốc lần đầu tiên được công bố vào năm 1996. Công nghệ này giới thiệu một phương pháp mới trong quy trình sản xuất thuốc, đó là việc ứng dụng các kỹ thuật kỹ thuật số để kết hợp và sắp xếp các thành phần trong dược phẩm. 

Đây được xem là bước tiến quan trọng trong lĩnh vực nghiên cứu và phát triển thuốc, có khả năng tạo ra tác động tích cực đến quá trình giải phóng dược chất từ các dạng bào chế.

So với các kỹ thuật truyền thống, điểm khác biệt của công nghệ in 3D là có tiềm năng tạo ra các sản phẩm dược phẩm phức tạp, cá thể hóa và đáp ứng theo nhu cầu riêng. 

Các nhà khoa học đã ứng dụng công nghệ in 3D để sản xuất thuốc với các phương pháp như đông rắn từ bột, đông rắn từ chất lỏng và đùn ép. 

Nhờ đó, các dạng bào chế được tạo ra có thể giải phóng dược chất theo nhiều cách khác nhau như nhanh, kéo dài, có kiểm soát hoặc giải phóng tại vị trí đích. Cho thấy công nghệ in 3D hứa hẹn mang lại những đột phá trong nghiên cứu phát triển công thức thuốc. Bởi lẽ, công nghệ này có khả năng tạo ra các dạng bào chế với độ chính xác cao về tỷ lệ dược chất và tá dược, theo những cách thức hoàn toàn mới so với phương pháp sản xuất thuốc truyền thống.

Xem thêm: Tìm hiểu chi tiết về làm bánh ngọt bằng công nghệ in 3D

Ứng dụng công nghệ in 3d trong nghiên cứu thuốc

Bào chế viên giải phóng nhanh 

Viên in với tá dược HPMC và Kollidon

Ngày 3 tháng 8 năm 2015 Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) đã phê chuẩn thuốc chống động kinh Spritam do công ty dược phẩm Aprecia sản xuất. 

Spritam được sản xuất bằng công nghệ in 3D dựa trên phương pháp đông tụ bột (powder bed fusion) sử dụng thuốc dính lỏng. Viên thuốc tan rất nhanh khi tiếp xúc với nước, phù hợp với bệnh nhân bị chứng khó nuốt, một triệu chứng thường gặp ở người bệnh động kinh.

Xem thêm: Xu hướng phát triển tương lai của công nghệ in 3D màu

Bào chế viên giải phóng kéo dài 

Ảnh chụp viên nén rắn hình tổ ong được in với các kích thước ô khác nhau từ 0,20mm đến 1,83mm và ảnh quét/cắt 3D

Viên thuốc dạng cốt chứa sáp ong và fenofibrat đã được công ty Kyobula sản xuất bằng phương pháp in phun kết dính chọn lọc (DOD - Drop on Demand) với cấu trúc tổ ong. Trong đó các khoang rỗng được lấp đầy bởi dược chất. Nghiên cứu cho thấy sản phẩm có khả năng giải phóng dược chất kéo dài đến 12 giờ. 

Đồ thị giải phóng dược chất chỉ ra rằng đường kính các khoang rỗng của tổ ong và tính thấm của vật liệu tá dược ảnh hưởng đến tốc độ và mức độ hòa tan dược chất từ viên thuốc. Điều này cho thấy có thể sản xuất ra các loại thuốc cá thể hóa khi kết hợp với các vật liệu khác nhau có hình dạng và kích thước khác nhau.

Việc ứng dụng công nghệ in 3D trong nghiên cứu thuốc được công nhận là một giải pháp hiệu quả để tạo ra các sản phẩm phù hợp với nhu cầu điều trị của từng bệnh nhân. Với công nghệ này cho phép sản xuất các sản phẩm y tế có tính chất cá nhân hóa cao, đáp ứng được mục đích điều trị đặc thù trên từng đối tượng bệnh nhân, đặc biệt là người già và trẻ em. Từ đó, nâng cao hiệu quả và khả năng tiếp cận liệu pháp. 

Xem thêm: Thiết kế ngược là gì? Giải pháp quét 3D cho thiết kế ngược