1. Juli 2022

3D-Druck von Arzneimitteln: UKE-Apotheke probt zielgenauere Patienten-Medikation

Was seit vergangenem Herbst im Gebäude N19 nur wenige Schritte von der Notaufnahme des Universitäts-Krankenhauses Hamburg-Eppendorf (UKE) entfernt mit einem 3D-Drucker getestet wird, könnte künftig Patientinnen und Patienten mit bestimmten Erkrankungen das Leben erheblich erleichtern. Oder dazu führen, dass ältere Menschen eine geringere Menge an Tabletten zu sich nehmen brauchen. Dr. Michael Baehr, Leiter der internen UKE-Apotheke, probt mit einem interdisziplinären Projektteam nicht weniger als eine kleine Revolution in der Patientenversorgung. 

Jeder kennt es: Eine Ärztin verschreibt ein Medikament, und dies erhalten Patient:innen mit der Angabe der Dosierung in einer Standardgröße aus einer Apotheke. Nicht anders in einem Krankenhausbetrieb wie dem UKE, das allerdings täglich Tausende Medikamente bereitstellen muss – ein logistisch perfekt organisierter Betrieb. Die Apotheke des größten medizinischen Zentrums in Norddeutschland arbeitet neben der alltäglichen Präzisionslogistik außerdem in einem Projekt daran, die Standardisierung von Medikamenten aus industrieller Produktion aufzubrechen und per 3D-Druck eine individuell viel genauere Patientenversorgung zu ermöglichen. 

3D Pillendruck in der UKE Apotheke: Hier wird Präzisionsmedikation möglich gemacht. Foto: A. Kirchhof, UKE

Blaupause für eine viel präzisere und flexiblere Medikation

Die UKE-Pharmazeut:innen möchten in einer vom Europäischen Fonds für regionale Entwicklung finanzierten Machbarkeitsstudie aufzeigen, dass der 3D-Druck von Medikamenten möglich ist und, dass sich dies – unterstützt vom Institut für angewandte Medizininformatik – zudem mit Algorithmus-gestützten Patientendaten kombinieren lässt. Ziel ist es, eine Blaupause für eine viel präzisere und flexiblere Versorgung von Menschen mit dezentral produzierten Medikamenten zu erarbeiten. Dass dies tatsächlich gelingen kann, davon überzeugte sich Dr. Sebastian Saxe, Vorstandsvorsitzender von The Interface Society e.V., bei einem Besuch vor Ort.

Verfahren im Projekt: Direktes Drucken von erhitztem Pulver. Foto: A. Kirchhof, UKE

„Weg vom One-fits-all – hin zur Patienten-spezifischen Tablette und einer verbesserten Therapie“, beschreibt Projektmanager Jan Eggert den Ansatz, mit dem das Team sich beispielhaft die Bedürfnisse von Parkinson-Patienten angeschaut hat und in Austausch mit Neurologen der Klinik jetzt den 3D-Druck von Medikamenten für die Therapie von Erkrankten mit den Wirkstoffen Levodopa und Carbidopa in einem speziellen Pulvereinsatz-Verfahren erprobt: Die selbst erstellte Pulvermischung der Wirkstoffe wird erst erhitzt und dann ausgedruckt. Pharmazeutisch legal und möglich, weil Apotheken mit ihrer Betriebserlaubnis und einer ärztlichen Verordnung eine individuelle Herstellung von Rezepturen erlaubt ist. 

Weltweit nur ein Medikament aus 3D-Drucker zugelassen

Auch wenn es weltweit einige Forscher im Bereich Medikamentenherstellung per 3D-Druck gibt: Laut dem Forscherteam am UKE ist weltweit erst ein 3D-gedrucktes Medikament zugelassen – in den USA, zur Behandlung von Epilepsie. Ein Vorteil des Drucks von Arzneimitteln ist, dass alle Formen und Größen von Tabletten produzierbar sind: „Es gibt beispielsweise Menschen, die motorisch eingeschränkt sind und zu kleine Tabletten nicht gut handhaben können“, so Adrin Dadkhah, Apotheker im Projektteam, zu den Vorteilen des Produktionsverfahrens.

Teil des Forschungsvorhabens ist auch die Ausrüstung von Patient:innen mit Intelligenten Uhren („Smart Wearable Devices“), die Bewegungs- oder andere Sensordaten des jeweiligen Menschen an einen Server sendet, der dann mit einem KI-Mechanismus berechnet, welche Medikamenten-Dosis als nächstes optimaler Weise verordnet und ausgedruckt werden sollte. Weiterer Vorteil des 3D-Drucks: Es kann eine gleichmäßigere Freisetzung der Wirkstoffe einprogrammiert werden.

Häufig keine Medikamenten-Dosen für Kinder auf dem Markt erhältlich

Auch Kinder sind im Blick des Forscherteams. Priv.-Doz. Dr. Claudia Langebrake: „Dosierungen von Medikamenten, die Kinder benötigen, sind häufig gar nicht fertig auf dem Markt, deshalb werden derzeit noch häufig Erwachsenen-Dosen für Kinder herunterdosiert. Mit dem 3D-Druck lassen sich Medikationen für Kinder viel präziser steuern, und das ermöglicht perspektivisch für Eltern ein viel einfacheres und sichereres Handling.“

Keine Grenzen in Form und Größe: 3D-gedruckte Medikamente sehen hier wie Marzipan aus. Foto: Richard Lemloh
Keine Grenzen in Form und Größe: 3D-gedruckte Medikamente sehen hier wie Marzipan aus. Foto: Richard Lemloh

Die UKE-Pharmazeuten können sich auch vorstellen, dass mehrere Wirkstoffe in einer einzigen „Polypill“ gedruckt werden, was zum Beispiel perspektivisch älteren Menschen mit einer Vielzahl von Erkrankungen das Leben erleichtern und problematische Tablettenverwechslungen vermeiden kann.

Klinikapotheken-Leiter Dr. Baehr bedauert, dass das Forschungsprojekt bereits Februar nächsten Jahres endet, weil er mit seinem Team in der Medikamentenproduktion aus dem eigenen Drucker gerne weiterforschen würde: „Obwohl es noch Zukunftsmusik ist, zeigen wir auf, dass diese neue Art der Medikamentenherstellung in der Praxis möglich ist, und es ist klar, dass es viele Patientinnen und Patienten gibt, die individuelle Dosen brauchen.“

Sie forschen an der Produktion von 3D-Druck-Medikamenten (v.l.n.r.): Christopher Gundler, Dr. Michael Baehr, Adrin Dadkhah, Priv.-Doz. Dr. Claudia Langebrake und Jan Eggert vor der Klinikapotheke. Foto: Richard Lemloh

So berichtete das NDR Hamburg Journal über das Projekt.
Zur Projektbeschreibung auf der UKE-Website

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