Con la colaboración de Francisco Javier Otero Espinar, catedrático del Departamento de Farmacia y Tecnología Farmacéutica de la Facultad de Farmacia de la Universidad de Santiago
Como hemos hablado en el anterior post, está a punto de ser publicado un libro en el que participa, más en concreto, en un capítulo titulado “Impresión 3D de productos farmacéuticos”. ¿Dónde, cómo o por qué surgió la idea de utilizar una impresora 3D en productos farmacéuticos?
La impresión 3D surge a finales de los 70 y principios de los 80 con la aparición de las primeras impresoras de tinta. A mediados de los 80 comenzaron a adaptarse para la impresión con diferentes materiales y comienza así el despegue de la impresión 3D. Desde ese momento se comenzó a estudiar el uso de las tecnologías de impresión 3D en biomedicina con el fin de imprimir órganos y tejidos (en 2002 se imprimió el primer riñón funcional que se ensayó en animales), productos sanitarios o medicamentos. Desde el punto de vista de la elaboración de medicamentos hay que destacar el año 2015 en el que la FDA (Agencia de Medicamentos de EEUU) aprobó el uso del primer medicamento elaborado mediante una de las tecnologías de impresión 3D: el Spritam®. Este medicamento se emplea en el tratamiento de síntomas de la epilepsia y presenta la ventaja de que se disgrega rápidamente en contacto con líquido o con la saliva, lo que favorece mucho su deglución y su rápida absorción y efectos. A partir de ese momento el estudio de las técnicas de impresión 3D en la elaboración de medicamentos se ha incrementado de forma exponencial.
¿El producto obtenido tiene las mismas propiedades farmacológicas que el original?
Sí, por supuesto, ya que el principio activo, que es el que presenta la actividad farmacológica, no se ve modificado por el empleo de estas técnicas.
Lo que permite la impresión 3D es elaborar la forma de dosificación teniendo en cuenta las necesidades específicas de cada paciente. La impresión 3D permite obtener formas sólidas que pueden administrarse por diferentes vías, como es el caso de sistemas equivalentes a los comprimidos o a las cápsulas que se administran por vía oral, a los supositorios y óvulos para administración rectal y vaginal o incluso formas más complejas destinadas a ser implantadas en el organismo, destinadas a la regeneración de tejidos o a la liberación controlada de principios activos.
La ventaja es que existen diferentes tecnologías de impresión 3D que pueden adaptarse a la fabricación de gran variedad de formas y estructuras empleando materiales diferentes.
“Liberación controlada de principios activos” lo asocio a la nanotecnología. ¿Es correcta esta asociación?
No exactamente, la nanotecnología es una tecnología que puede aplicarse a muchos campos de la biomedicina y no siempre está relacionada con la liberación controlada de principios activos y, de igual forma, en liberación controlada nos encontramos con muchas tecnologías diferentes a la nanotecnología.
Como ejemplo de sistemas que no se basan en la nanotecnología podemos citar comprimidos o cápsulas de liberación controlada que logran liberar el principio activo de forma constante en todo el tracto gastrointestinal, o que liberan en función de un estímulo como es el pH en una zona concreta del intestino o que responden a la presencia de enzimas bacterianas (por ejemplo, para liberar fármacos en el colón). También existen sistemas de liberación controlada para otras vías, tipo implantes y microcápsulas que se administran debajo de la piel (vía subcutánea), en el interior del ojo (intravítreos) y son capaces de liberar el principio activo de forma constante durante meses. O sin ir más lejos, sistemas como los parches transdérmicos que liberan de forma constante su carga que se va absorbiendo a nivel de la piel. Como ves, aunque puede utilizarse la nanotecnología en liberación controlada, ésta solo constituye una pequeñísima parte del total de las tecnologías que se emplean en la actualidad. De hecho, aunque es una tecnología que está de moda son muy escasas las formulaciones de base nanotecnológica que se están empleando en clínica.
Muchas veces, el fármaco que nos recetan es de tamaño XXL y seguro que muchos pacientes, aun no teniendo ningún problema de disfagia, desearían que esa pastilla fuese de un tamaño menor, ¿ve factible en un futuro no muy lejano que se democratice el uso de la impresora 3D y que los pacientes puedan personalizar el tamaño de sus pastillas?
Precisamente una de las aplicaciones más interesantes de la impresión 3D es la medicina personalizada. Estas tecnologías nos permiten adaptar la dosis, la forma, el tamaño, el aspecto o propiedades importantes como son la velocidad con la que el principio activo se libera en el lugar en el que se va a producir la absorción. Esto nos permite adaptar el tratamiento de forma personalizada a cada tipo de paciente. Presenta interés, por ejemplo, en medicamentos con respuesta farmacológica muy variable en función de las características de cada persona (debido a condicionamientos genéticos, anatómicos, fisiológicos o patológicos) y que por lo tanto necesitan de un ajuste personalizado de la dosis.
Lo mismo ocurre en grupos de pacientes con necesidades especiales como son los pacientes pediátricos y geriátricos. En estos grupos de pacientes son frecuentes los ajustes de dosis en función del peso o de su estado de salud en general y, a menudo, no se disponen de formulaciones que faciliten esta adaptación. También es frecuente que las formulaciones comerciales no se adapten a las especiales características de deglución y a las necesidades organolépticas de estos pacientes.
Mediante impresión 3D y con la información específica de cada paciente podríamos dosificar la cantidad de fármaco precisa y/o adaptarlo a las necesidades especiales de cada paciente. A modo de ejemplo, recientemente en el Hospital de Santiago de Compostela se llevó a cabo un estudio clínico en pacientes pediátricos que padecían MSUD (enfermedad de la orina con olor a jarabe de arce) a los que se les administró un suplemento de isoleucina en forma de gominolas elaboradas mediante impresión 3D, adaptando la dosis, el tamaño y el sabor en función de las necesidades y preferencias de cada niño.
En cuanto a la personalización del tamaño de los comprimidos o de las cápsulas, la mayor limitación viene dada por la cantidad de principio activo que sea necesario administrar. A veces el gran tamaño está asociado a dosis elevadas de principio activo. En estos casos no es posible reducir su tamaño y debería optarse por el empleo de otro tipo de formulaciones que se ingieren con mayor facilidad como son por las disoluciones o suspensiones orales (por ejemplo, en forma de sobres de granulado dispersable en agua). En este caso específico la impresión 3D no tendría gran utilidad, salvo para elaborar varias unidades de menor tamaño para sustituir a la de gran tamaño.
Los beneficios de la impresión en 3D están claros, ¿pero ¿cuáles serían sus posibles riesgos?
Mas que riesgos, son limitaciones. Hoy en día las impresoras son mucho más lentas que las máquinas que elaboran comprimidos o cápsulas, por lo que, a nivel industrial, todavía no presentan interés como sustitutos de estas técnicas. Por otra parte, tampoco podría utilizarse para la elaboración de medicamentos en los propios domicilios por evidentes motivos de seguridad.
Por el momento el mayor interés se focaliza en el empleo de impresión 3D en los servicios de farmacia hospitalaria ya que serían, junto con algunos laboratorios de farmacias especializadas en formulación magistral, los que podrían cumplir con todos los requisitos de seguridad y con la normativa necesaria para la fabricación de medicamentos. Sin embargo, hasta el momento existen algunos aspectos legislativos que impiden su empleo, si bien, se están dando los pasos para conseguir la autorización del uso de este tipo de tecnología a nivel hospitalario o en formulación magistral de medicamentos.
Cuando habla de aspectos legislativos que impiden su empleo, ¿se encuentra, entre ellos, el tema de las patentes?
No es el problema. La cuestión es que la fabricación de medicamentos, aunque sea a pequeña escala, como puede ser la formulación magistral en hospitales o en farmacias, está fuertemente regulada y supervisada. Para la elaboración de medicamentos no puede emplearse cualquier material o proceso. El equipamiento que se utilice debe estar homologado y certificado y además ubicado en salas o locales adaptados y autorizados por las agencias del medicamento y los organismos sanitarios correspondientes. En el caso del equipamiento debe estar fabricado con materiales autorizados, que hayan demostrado ser seguros para este fin y, por lo tanto, que no cedan impurezas, tengan la resistencia adecuada y sean inertes con respecto a lo que se está fabricando. Además, también está el problema de la contaminación cruzada, es decir que si estamos fabricando un determinado medicamento y comenzamos a elaborar otro diferente debemos asegurarnos que la limpieza sea estricta y no quede ningún residuo.
El problema por lo tanto es disponer de impresoras 3D que se encuentren adaptadas y autorizadas para esta finalidad, así como todos los materiales que se empleen en la fabricación de medicamentos mediante esta tecnología.
Una de las carencias que ha puesto en evidencia la pandemia del coronavirus es que dependemos de terceros países para la fabricación de fármacos, ¿podría ser la impresión en 3D una solución a esa dependencia? ¿Y para los problemas de desabastecimiento que ocurren con bastante frecuencia? ¿O aquí ya estamos hablando de otros factores?
En el caso que comentas de la pandemia estamos hablando de vacunas que se fabrican mediante procesos biotecnológicos en los que la impresión 3D poco o nada tiene que ver. Por lo tanto, en este caso son empresas muy especializadas capaces de fabricar empleando procesos biotecnológicos. En España hay varias empresas capaces de fabricarlas, el problema es que las que las desarrollaron quieran fabricarlas aquí. De hecho, hay varias empresas, algunas de ellas gallegas que en estos momentos están fabricando vacunas desarrolladas por otras farmacéuticas.
Por otra parte, los problemas de desabastecimiento de medicamentos suelen producirse porque en Europa apenas quedan fábricas que elaboran materias primas, sobre todo principio activo. Muchas han cerrado o se han deslocalizado por lo que, a veces, es muy difícil disponer de proveedores y si alguno falla es muy complicado sustituirlo y en ese momento es cuando se produce el desabastecimiento por escasez de la materia prima para la fabricación. En este caso, la elaboración del medicamento o forma farmacéutica, no es la etapa crítica y en España tenemos muchas empresas capaces de fabricar formas farmacéuticas de diferente naturaleza (sólidas, semisólidas o líquidas).
Por lo tanto, la impresión 3D no supondría una solución a la dependencia. Como ya he comentado el principal campo de interés de esta tecnología se halla en la medicina personalizada en la que debemos adaptar las soluciones a cada paciente.
