Badania z Braunschweig umożliwiają innowacyjne leki

Funkionalisierung von Wirk- und Hilfsstoffen mittels Plasmaverfahren für eine optimierte Herstellung individualisierter Arzneimittel. © Fraunhofer IST, Falko Oldenburg / Functionalization of active ingredients and excipients by means of plasma processes for the optimized production of individualized pharmaceutical products. © Fraunhofer IST, Falko Oldenburg

Wykorzystanie druku 3D do produkcji spersonalizowanych leków. © Fraunhofer IST, Krees Nagel / Use of additive manufacturing for the production of individualized pharmaceutical products. © Fraunhofer IST, Krees Nagel

Brunszwik rozwija swoje mocne strony w produkcji indywidualnych leków. Po raz pierwszy współpracują ze sobą Instytut Fraunhofer ds. Technologii Warstw i Powłok IST oraz Centrum Technologii Farmaceutycznych (PVZ) na Uniwersytecie Technicznym w Brunszwiku.

Stowarzyszenie Fraunhofer wspiera w Brunszwiku kwotą 0,5 mln € na utworzenie laboratorium translacyjnego „Produkcja farmaceutyczna i medyczna” jako część nowego niderlandzkiego centrum kompetencyjnego „Medycyna i technologia farmaceutyczna”. Powstanie wspólna infrastruktura do produkcji spersonalizowanych leków, mająca na celu szybsze wprowadzanie wyników badań i innowacji do praktyki, a także wspieranie partnerów jako przewodników innowacji.

Technologia procesowa i produkcyjna z Brunszwiku

Indywidualne leki są ważnym elementem medycyny skoncentrowanej na pacjencie. Celem badań jest projektowanie tabletek lub kapsułek tak, aby można je było produkować w małych seriach, elastycznie, czyli indywidualnie dla pacjenta lub małej grupy pacjentów. To stawia wysokie wymagania wobec procesu produkcji. Technologia procesowa i produkcyjna z Brunszwiku ma odgrywać kluczową rolę i łączyć się z ekspertzą z dziedziny farmacji. Minister Nauki i Kultury Dolnej Saksonii, Björn Thümler, powitał ten projekt: „Centrum kompetencyjne ‚Medycyna i technologia farmaceutyczna’ pokazuje, jak silne są nauki przyrodnicze w regionie Hanower/Brunszwik. Jestem przekonany, że współpraca naukowców z Instytutu Fraunhofer i TU w Brunszwiku ma potencjał do produkcji nowych i indywidualnych leków.“

Ulepszenia w produkcji

Innowacje z Brunszwiku umożliwiają powstawanie nowych form leków. Naukowcy mogą np. kontrolować właściwości takie jak przyczepność do powierzchni maszyn, co pozwala na rezygnację z użycia środków oddzielających w produkcji leków, poprawiając właściwości produktu. Ponadto, poprzez modyfikację powierzchni za pomocą „zimnego” plazmy, można poprawić przepływowość proszków i tworzyć warstwy barierowe. To otwiera nowe możliwości — na przykład łączenie kilku substancji czynnych w jednej tabletce, które normalnie nie byłyby ze sobą kompatybilne.

Instytut Fraunhofer IST we współpracy z PVZ będzie również badać nowe metody, takie jak druk 3D w połączeniu z innowacyjnymi systemami plazmowymi i nowymi powłokami powierzchniowymi. Mają one stać się częścią nowego, modułowego łańcucha procesów do produkcji takich spersonalizowanych form leków. Naukowcy z Fraunhofer i TU Brunszwik są przekonani, że te badania przyniosą również ulepszenia i impulsy innowacyjne dla masowej produkcji.

Nowe laboratorium translacyjne zacieśnia współpracę regionalną

Nowe laboratorium translacyjne, które ma rozpocząć działalność w 2021 roku i być stopniowo rozbudowywane, pozwoli TU w Brunszwiku i stowarzyszeniu Fraunhofer na dalsze rozwijanie współpracy w tym miejscu. Wspólnie z partnerami z przemysłu i społeczeństwa obywatelskiego mają być wdrażane nowe technologie produkcji. Ułatwi to firmom dostęp do partnerstwa w zakresie rozwoju technologii i procesów w tym przyszłościowym rynku. Ponadto, poprzez programy szkoleniowe, ma się wspierać transfer wiedzy do praktyki przemysłowej. Tego typu laboratorium translacyjne do indywidualnej produkcji leków nie istnieje jeszcze w Niemczech.

„To ważny krok w systematycznym rozwoju naszej kompetencji w zakresie produkcji farmaceutycznej i zacieśniania współpracy regionalnej z PVZ,” mówi prof. dr Michael Thomas, kierownik działu w Fraunhofer IST i członek PVZ. W jego dziale rozwijane są nowoczesne systemy plazmowe pracujące w atmosferze normalnej i funkcjonalne powłoki powierzchniowe, które są integrowane z procesami. „Te systemy plazmowe można bardzo dobrze miniaturyzować i integrować w łańcuchy procesowe,” wyjaśnia dr Kristina Lachmann, kierownik grupy ds. plazmowych systemów atmosferycznych i chemii powierzchni w Fraunhofer IST. „Dzięki temu można w trakcie produkcji sterować funkcjami takimi jak przyczepność lub tworzyć warstwy barierowe, co umożliwia indywidualną produkcję,” dodaje dr Lachmann. „Już teraz mamy pierwszych partnerów przemysłowych, którzy wspólnie z nami budują podstawy modularnej platformy do generatywnej produkcji leków i chcą rozwijać ją dalej w dłuższej perspektywie,” podkreśla prof. dr Michael Thomas.

Również w PVZ są zachwyceni, że ta platforma jest już wdrażana. „Od dawna realizujemy podejście indywidualnej produkcji leków,” mówi prof. dr.-ing. Arno Kwade, prezes PVZ. „Cieszymy się, że Fraunhofer IST jako regionalny partner rozwija ten temat wraz z instytutami PVZ i wnosi swoją wiedzę w zakresie technologii procesowych, produkcyjnych i funkcjonalnych powierzchni, co jest nową ważną kompetencją, aby skutecznie rozwijać ten kluczowy obszar badawczy w PVZ.”

Na przyszłość partnerzy planują intensyfikację badań w zakresie cyfryzacji i monitorowania procesów, a także rozwijanie nowych koncepcji opakowań — wszystko w celu zapewnienia przejrzystości i śledzenia procesu: tak, aby jakość każdej indywidualnej formy leku mogła być potwierdzona, udokumentowana i śledzona aż do momentu podania.

Tło

W ramach centrum kompetencyjnego „Medycyna i technologia farmaceutyczna”, finansowanego przez Land Niedersachsen i stowarzyszenie Fraunhofer, zawiązały się instytucje Fraunhofer: Centrum Medycyny Indywidualnej i Komórkowej IMTE z Lübeck, Instytut Fraunhofer ds. Technologii Warstw i Powłok IST z Brunszwiku oraz Instytut Fraunhofer ds. Toksynologii i Medycyny Eksperymentalnej ITEM z Hanoweru.

Głównymi obszarami centrum są indywidualna produkcja leków (Brunszwik), rozwój inteligentnych systemów wentylacyjnych oraz addytywnie wytwarzane implanty. Oprócz różnych firm, partnerami badawczymi są m.in. Medyczne Centrum Uniwersytetu Hanower (MHH), Leibniz Universität Hannover (LUH), Uniwersytet Lübeck, Klinika Uniwersytecka Schleswig-Holstein (UKSH) oraz TU w Brunszwiku z Centrum Technologii Farmaceutycznej (PVZ). Celem centrum jest zamknięcie luki między badaniami uniwersyteckimi i pozauczelnianymi a przemysłem oraz przyspieszenie procesu innowacji od pomysłu do rynku. W tym celu nie tylko zapewnia się niezbędną infrastrukturę, ale także łączy się kluczowych aktorów z przemysłu i nauki.