Výzkum z Braunschweigu umožňuje inovativní léky

Funkcionalizace účinných a pomocných látek pomocí plazmových procesů pro optimalizovanou výrobu individualizovaných léčiv. © Fraunhofer IST, Falko Oldenburg / Funkcionalizace účinných složek a pomocných látek pomocí plazmových procesů pro optimalizovanou výrobu individualizovaných farmaceutických produktů. © Fraunhofer IST, Falko Oldenburg

Využití 3D tisku pro výrobu individualizovaných léků. © Fraunhofer IST, Krees Nagel / Použití aditivní výroby pro výrobu individualizovaných farmaceutických produktů. © Fraunhofer IST, Krees Nagel

Brno dále rozvíjí své silné stránky v oblasti výroby individuálních léků. Poprvé spolupracují institut Fraunhofer pro vrstvy a povrchové techniky IST a Centrum farmaceutických procesních technologií (PVZ) Technické univerzity v Brně.

Společnost Fraunhofer podporuje v Brně s částkou 0,5 milionu eur výstavbu translačního laboratoře „Výroba farmaceutických a medicínských technologií“ jako součást nového nižšího saského centra excelence „Medicína a farmaceutické technologie“. Vznikne společně využitelná infrastruktura pro výrobu individualizovaných léků s cílem rychleji uvádět výzkumné výsledky a inovace do praxe a doprovázet partnery jako inovační průvodce.

Procesní a výrobní techniky z Brna

Individuální léky jsou důležitým stavebním kamenem v pacienty orientované medicíně. Cílem výzkumu je navrhnout tablety nebo kapsle tak, aby je bylo možné vyrábět v malých sériích flexibilně, tj. individualizovaně pro jednoho pacienta nebo malou skupinu pacientů. To klade vysoké nároky na výrobu. Procesní a výrobní techniky z Brna by měly hrát v budoucnu důležitou roli a být kombinovány s odborností z farmacie. Nižší saský ministr vědy a kultury Bjarne Thümler vítá tento záměr: „S centrem excelence ‚Medicína a farmaceutické technologie‘ se ukazuje, jak silně jsou v regionu Hannover/Brno rozvinuty životní vědy. Jsem přesvědčen, že spolupráce vědkyň a vědců z Fraunhofer-Gesellschaft a TU Brno má potenciál vyrábět nové a individuální léky.“

Zlepšení výroby

Díky inovacím z Brna jsou nyní možné nové formy léků. Vědci mohou například řídit vlastnosti, jako je přilnavost k povrchům strojů, což umožňuje eliminovat použití separačních prostředků při výrobě léků, čímž se zlepšují vlastnosti produktu. Navíc lze modifikací povrchu pomocí „studeného“ plazmatu zlepšit tokové vlastnosti prášků a vytvářet bariérové vrstvy. To také otevírá nové možnosti – například kombinaci několika účinných látek v jedné tabletě, které by jinak nebyly kompatibilní.

Institut Fraunhofer IST ve spolupráci s PVZ bude také zkoumat nové metody, jako je 3D tisk v kombinaci s inovativními plazmovými systémy a novými povrchovými nátěry. Tyto mají být součástí nové modulární procesní řetězce pro výrobu takovýchto individualizovaných forem léků. Vědci z Fraunhofer a TU Brno předpokládají, že tyto výzkumy přinesou i zlepšení a impulzy k inovacím pro hromadnou výrobu.

Nové translační laboratoře posilují regionální spolupráci

S novou translační laboratoří, která by měla začít fungovat v roce 2021 a být postupně rozšiřována, rozšiřují TU Brno a Fraunhofer-Gesellschaft svou spolupráci na místě. Společně s partnery z průmyslu a občanské společnosti mají být nové výrobní technologie přeneseny do praxe. Zájemcům o spolupráci v tomto budoucím trhu tak bude usnadněn vstup do partnerství ve vývoji technologií a procesů. Kromě toho by měly být prostřednictvím vzdělávacích konceptů podpořeny přenos znalostí do průmyslové praxe. Takové translační laboratoře pro individualizovanou výrobu léků v Německu dosud neexistovaly.

„Jedná se o důležitý krok k systematickému rozvoji našich kompetencí v oblasti farmaceutické výroby a k posílení regionální spolupráce s PVZ,“ říká prof. Dr. Michael Thomas, vedoucí oddělení v institutu Fraunhofer IST a člen PVZ. V jeho oddělení jsou vyvíjeny nové plazmové systémy pracující za atmosférického tlaku a funkční povrchy, které jsou integrovány do procesů. „Tyto plazmové systémy lze velmi dobře miniaturizovat a začlenit do procesních řetězců,“ vysvětluje Dr. Kristina Lachmann, vedoucí skupiny Atmosférické plazmové procesy a povrchová chemie v institutu Fraunhofer IST. „Díky tomu lze v průběhu výroby řídit například přilnavost nebo vytvářet bariérové vrstvy, což umožňuje dosáhnout individualizované výroby,“ říká Dr. Lachmann. „Už nyní máme první průmyslové partnery, kteří s námi budují základ modulární platformy pro generativní výrobu léků a chtějí vývoj dlouhodobě posouvat kupředu,“ dodává prof. Dr. Michael Thomas.

Také v PVZ jsou nadšeni, že tato platforma je nyní zaváděna. „Tento přístup k individualizované výrobě léků sledujeme již delší dobu,“ říká prof. Dr.-Ing. Arno Kwade, předseda představenstva PVZ. „Těší nás, že institut Fraunhofer IST jako regionální partner posouvá toto téma vpřed ve spolupráci s institucemi PVZ a přináší zde své odborné znalosti v oblasti procesních a výrobních technik a funkčních povrchů jako novou důležitou kompetenci, která pomůže úspěšně rozvíjet tento klíčový výzkumný směr v PVZ.“

V budoucnu plánují partneři intenzivnější výzkum v oblasti digitalizace a monitorování procesů, stejně jako rozšíření vývoje nových obalových konceptů – vše s cílem udržet procesy transparentní a sledovatelné: kvalita každé jednotlivé, individuální formy léku by měla být bezpečně ověřitelná, dokumentovatelná a sledovatelná až po užití.

Pozadí

V rámci centra excelence „Medicína a farmaceutické technologie“, které financuje země Dolní Sasko a společnost Fraunhofer, se pod vedením Fraunhoferova institutu pro toxikologii a experimentální medicínu ITEM z Hannoveru spojily Fraunhoferova zařízení pro individualizovanou a buněčnou medicínu IMTE z Lübecku a Fraunhoferův institut pro vrstvy a povrchové techniky IST z Brna.

Hlavní oblasti centra s místně specifickými translačními laboratořemi jsou výroba individuálních léků (Brno), vývoj inteligentních dýchacích systémů a aditivní výroba implantátů. Kromě různých firem jsou místními výzkumnými partnery Lékařská univerzita Hannover (MHH), Leibnizova univerzita Hannover (LUH), Univerzita Lübeck, Univerzitní klinika Šlesvicko-Holštýnska (UKSH) a Technická univerzita v Brně se svým Centrem farmaceutických procesních technologií (PVZ). Cílem centra je uzavřít mezeru mezi univerzitním a mimoškolním výzkumem a průmyslem a urychlit inovační proces od nápadu po trh. Kromě poskytnutí potřebné infrastruktury je také cílem propojit klíčové aktéry z průmyslu a vědy.