Queen’s University Belfast araştırmacıları, kurkumin ve 5-fluorourasil ilaçlarını aynı yapıda taşıyan, çözünür 3D baskılı mikroiğne yaması geliştirdi. Tek aşamalı DLP prosesiyle üretilen sistem, lokalize cilt kanseri tedavisinde ilaçları doğrudan hedef bölgeye ulaştırabilecek bir formülasyon platformu olarak tasarlandı.
Advanced Healthcare Materials dergisinde yayımlanan çalışmada hidrofilik 5-fluorourasil ile hidrofobik kurkumin, baskıdan önce PEGDA/VP tabanlı fotopolimer reçineye doğrudan eklendi. Böylece önce iğneyi üretip ardından yüzeyini ilaçla kaplamak yerine, ilaçlar mikroiğnenin tüm yapısına tek üretim adımında dağıtıldı.
Tek reçinede iki farklı ilaç
Kimyasal özellikleri birbirinden farklı iki ilacı aynı baskı reçinesine katmak, fotopolimerizasyon ve doz kontrolü açısından önemli bir zorluk oluşturuyor. Özellikle kurkuminin ışık emilimi, DLP sırasında kürlenme derinliğini ve geometri doğruluğunu etkileyebiliyor. Araştırmacılar pozlama parametrelerini optimize ederek keskin uçlu, yüksek çözünürlüklü mikroiğne dizileri üretmeyi başardı.
Çalışmada iğnelerin model dokuya giriş verimi yüzde 95’in üzerinde ölçüldü. Formülasyon yüksek ilaç tutma oranı sağlarken iki aşamalı, kontrollü salım davranışı gösterdi. Bu özellik, farklı moleküllerin aynı yamadan farklı hızlarda verilmesine yönelik kişiselleştirilebilir tedavi tasarımlarının önünü açabilir.
DLP baskı kaplama adımını ortadan kaldırıyor
Daha önce kurkumin ve 5-FU kombinasyonunu taşıyan mikroiğne sistemleri araştırılmış olsa da bu yaklaşımların önemli bölümü ilaçları önceden üretilmiş katı iğnelerin üzerine kaplama yoluyla ekliyordu. Kaplama, yüzey homojenliği, taşıma sırasında ilaç kaybı ve geometriye bağlı dozun tekrarlanabilirliği açısından sınırlamalar yaratabiliyor.
QUB ekibinin yöntemi, CAD ile tanımlanan mikroiğne geometrisini ve terapötik formülasyonu aynı baskı adımında birleştiriyor. Bu durum hem üretim adımlarını azaltıyor hem de iğne yüksekliği, çapı ve dizi yoğunluğu gibi parametrelerin doza göre ayarlanabilmesini mümkün kılıyor.
Henüz klinik tedavi değil
Yama, klasik iğne kullanımını ve kesici tıbbi atığı azaltma potansiyeli taşıyor. İlaçların lokal olarak verilmesi, sistemik maruziyetin ve istenmeyen yan etkilerin sınırlandırılmasına da katkı sağlayabilir. Ancak çalışma erken formülasyon ve proses geliştirme aşamasında bulunuyor.
Araştırmada insanlarda etkinlik veya güvenlik değerlendirmesi yapılmadı. Yazarlar sistemin biyolojik doğrulama, toksisite, stabilite, doz tekrarlanabilirliği ve preklinik testlerden geçmesi gerektiğini açıkça belirtiyor. Bu nedenle teknoloji, kullanıma hazır bir kanser tedavisi olarak değil, gelecekteki araştırmalar için ölçeklenebilir bir üretim platformu olarak değerlendiriliyor.
Farmasötik 3D baskıda yeni tasarım alanı
Katmanlı imalatın farmasötik alandaki katkısı yalnızca taşıyıcı geometrinin üretilmesiyle sınırlı kalmıyor. İlaç, malzeme ve mikro-mimarinin aynı dijital iş akışında tasarlanabilmesi; doz, salım profili ve hasta ihtiyaçlarına göre uyarlanmış ürünlerin geliştirilmesini hızlandırabilir.
Çalışma Queen’s University Belfast School of Pharmacy’den Rutuja N. Meshram ve Prof. Dimitrios A. Lamprou tarafından yürütüldü. Bir sonraki aşamada biyolojik etkinliğin doğrulanması ve üretim sürecinin klinik gerekliliklere göre değerlendirilmesi bekleniyor.