News Lundi 13 mai 2019 - 10:16

Nos futurs médicaments seront imprimés en 3D et personnalisés

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Fabrizio Fina est étudiant en doctorat en pharmacie à l’University College London (UCL). Depuis 2015, il mène des recherches sur l’impression 3D de médicaments. Après avoir testé plusieurs procédés, il travaille, en collaboration avec la société FabRx, sur l’impression par frittage séléctif laser (SLS) de médicaments. Cette technologie « Printlets » pourrait transformer l’industrie pharmaceutique.

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L’UCL est une faculté en pharmacie. Elle possède un laboratoire de recherche rare et unique. Celui-ci est équipé de différentes imprimantes 3D utilisant différents procédés d’impression : frittage sélectif par laser (SLS), extrusion semi-solide (SSE), stéréolithographie (SLA) ou encore impression par dépôt de matière fondue (FDM). Fabrizio Fina, doctorant en pharmacie, travaille en collaboration avec la société spécialisée en biotechnologie FabRx, sur le développement de la technologie « Printlets ». Celle-ci est une réelle innovation dans le secteur de la pharmacie. Elle permet d’imprimer, grâce à la technologie SLS, des médicaments avec des dosages, des formes, des tailles, etc. personnalisées. 

L’impression 3D de médicaments par frittage laser

Fabrizio Fina a commencé à travailler sur la fabrication additive en 2015, lors de sa maîtrise à l’UCL, où il a été impliqué dans un projet de recherche portant sur l’impression de médicaments par dépôt de matière fondue (FDM). Aujourd’hui, il imprime ses médicaments en utilisant le frittage sélectif par laser (SLS). « En vingt minutes, je peux imprimer vingt comprimés. La technologie SLS possède un énorme potentiel. En seulement deux ans, nous avons obtenu des résultats extraordinaires. La machine Sintratec Kit nous a ouvert un nouveau champ de recherche. » Les poudres qui permettent à l’étudiant italien d’imprimer ses médicaments sont composées d’un mélange de médicaments comme du paracétamol et d’un colorant couramment utilisé dans l’industrie pharmaceutique, qui sert à enrober les comprimés.

La principale question que se posait Fabrizio Fina était de connaître la réaction des composants pharmaceutiques suite au précédé d’impression. Dès les premiers comprimés, il a pu observer que le médicament ne se dégradait pas pendant le processus de frittage laser. Le médicament est resté intact à 100 %. Une étape était franchie ! « Nous avons été surpris et nous nous sommes rendu compte que nous pouvions évaluer de nombreux autres médicaments sur la base de ces connaissances. Et grâce à la précision du laser, nous serions en mesure de fabriquer des formes innovantes ».

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FabRx produit des médicaments avec une grande variété de formes grâce à l'impression 3D SLS.

Modifier les paramètres des médicaments

Lors de l’impression de médicaments par frittage laser, les particules de poudre se lient les unes aux autres sous l’effet de la chaleur. Contrairement au procédé de fabrication traditionnelle, les poudres ne sont pas comprimées. Elles sont reliées par une encolure et des espaces vides peuvent être laissés à l’intérieur de l’impression. Grâce à sa structure poreuse, l’eau peut facilement pénétrer dans l’impression et briser les connexions des particules de poudre en quelques secondes.« Nous fabriquons des médicaments et nous voulons que nos matériaux se cassent ou se dissolvent rapidement dans le tube gastro-intestinal ou dans la bouche avec une simple gorgée d’eau », mentionne Fabrizio. « De telles caractéristiques sont hautement souhaitables dans le domaine pharmaceutique. La désintégration des comprimés classiques par voie orale prend habituellement entre trente et soixante secondes, mais le procédé SLS présente un avantage par rapport aux procédés de fabrication conventionnels, qui permet un temps de désintégration plus rapide. En modifiant finement les paramètres d’impression et/ou la composition du mélange poudre, nous pouvons personnaliser le temps de dissolution des plaquettes comme nous le souhaitons. » Cette durée peut varier de quelques secondes à plus de 24 heures, voire quelques jours si des dispositifs implacables sont imprimés.

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Pour la désintégration d'un comprimé imprimé à dissolution rapide, il faut moins de trois secondes au moment du contact avec l'eau.

De nombreux avantages pour l’industrie pharmaceutique

L’impression 3D offre de nombreux avantages pour le secteur pharmaceutique. Elle facilite grandement la production de médicaments personnalisés pour les maladies rares, les petits groupes de patients ou pour les enfants et les personnes âgées. Pour ces groupes cibles, ayant moins les faveurs de l’industrie pharmaceutique, les médicaments peuvent être dosés avec précision selon les spécifications du traitement. Cela résoudrait le problème des dosages limités accessibles dans les pharmacies. En plus de pouvoir personnaliser et produire sur demande, il est possible de mélanger plusieurs médicaments en un seul comprimé. C’est le cas des polypills, c'est-à-dire des comprimés contenants plusieurs médicaments. Il est plus pratique pour le patient de prendre un polypill par jour, plutôt que plusieurs comprimés individuels.

Chaque procédé d’impression 3D possède également ses avantages et ses inconvénients par rapport aux autres. « Le frittage sélectif au laser offre un grand potentiel dans l’industrie pharmaceutique. Il permet de fabriquer des comprimés sans utiliser de liquides liants (comme avec la technologie de jet de liant) », explique le professeur Simon Gaisford, chef du département de pharmacie à l’University College de Londres et co-fondateur de FabRx. Un avantage important car les liants peuvent interagir avec le médicament.cEt comme souvent avec la fabrication additive, la production en série est au coeur des enjeux. La sociétéFabRx souhaite donc développer un système d’impression 3D alternatif, pour une production à rendement élevé.

Comment la technologie SLS est-elle utilisée pour l’impression de médicaments ?

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