ماذا تعرف عن الطباعة ثلاثية الأبعاد وأثرها على مختلف المجالات؟
تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد: هي تقنية لتحويل النماذج الإلكترونية إلى أشياء ملموسة. تبدأ بتصميم على الكمبيوتر ثم تقوم الطابعة بترجمته إلى جسم ملموس يتم ذلك عن طريق بناء الشيء تدريجياً طبقة بعد طبقة باستخدام مواد مثل البلاستيك أو المعدن وتستخدم في مجالات متعددة مثل:
• الطب: طباعة الأطراف الصناعية، الجبائر، والنماذج الطبية.
• الصيدلة: تصميم أدوية مخصصة.
• صناعة السيارات: إنشاء قطع لغيار السيارات.
• الفن والتصميم: إنشاء نماذج معمارية وقطع فنية.
ماهو دور الطباعة ثلاثية الأبعاد في صناعة الأدوية؟
لقد أحدثت تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد تحولًا كبيرًا في صناعة الأدوية، حيث يتم تخصيص الأدوية بدقة لتلبية احتياجات كل مريض. تبدأ العملية بـ:
• تصميم الدواء وتصنيعه إلى أشكال عديدة ومختلفة مثل الحبوب أو الكبسولات أو أي شكل آخر يُحسن من امتثال المريض الدوائي.
• تخصيص الجرعات لتعديل الجرعة العلاجية للمريض بحيث تتناسب مع احتياجه الدوائي وحالته المرضية.
• تصميم طريقة إطلاق المادة الفعالة في الجسم إطلاق سريع فور إبتلاع الدواء أو بطيء يسمح بإطلاق المادة الفعالة بشكل تدريجي على مدار ساعات أو أيام.
كيف تحسن الطباعة ثلاثية الأبعاد تجربة العلاج وتسهل حياة المرضى؟
• تحسين امتثال المرضى: بالتحكم في إفراز الدواء ومنع تعدد الجرعات اليومية.
• الأدوية للأطفال: تشكيل الأدوية على أشكال محببة عند الأطفال.
• المرضى ذوي الإعاقات البصرية: تصميم كبسولات أو عبوات مزودة بعلامات بارزة أو تصاميم خاصة مثل إدراج لغة برايل لتساعدهم في تمييز الأدوية بسهولة.
• أدوية مدمجة ومتعددة الجرعات: تصميم أدوية تحتوي على عدة مكونات علاجية في حبة واحدة، مما يقلل عدد الأدوية التي يتناولها المريض يومياً ويعزز من إلتزامه الدوائي.
الأدوية المعتمدة عالميًا والمصنعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد:
أصبح دواء Spritam️(levetiracetam) المستخدم لعلاج الصرع أول دواء يُعتمد من قبل هيئة الغذاء والدواء الأمريكية (FDC) وذلك في عام ٢٠١٥م والمصنع من قبل شركة Aprecia Pharmaceuticals بإستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد بتقنية ZipDose Technology . بإستخدام تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد أصبح دواء Spritam يتمتع بمميزات:
• الإطلاق الفوري للدواء حيث يتحلل بسرعه فور تناوله من قبل المريض مما يساعد في تأثيره العلاجي السريع
• ساعدت تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد في إخفاء طعم المادة الفعالة للدواء levetiracetam
• أصبح الدواء متوفر بجرعات مختلفة تصل حتى ١٠٠٠ مع.
المشاكل والحلول المطروحة لتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد في صناعة الأدوية:
على الرغم من أن تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد تعتبر من الابتكارات الحديثة التي تساهم بشكل كبير في تخصيص الأدوية للمرضى، حيث تساعد على ضبط الجرعات بشكل دقيق وتزيد من الامتثال الدوائي لدى المرضى، إلا أنها تواجه بعض التحديات والمشاكل في مراقبة جودة التصنيع حيث قد يؤدي التفاوت في دقة الطباعة أو المواد إلى تأثيرات سلبية على فعالية الأدوية وسلامة المرضى.
ولتجاوز هذه العقبات هناك حاجة لتطوير أدوات طباعة متقدّمة تحتوي على أنظمة تحكّم ومراقبة آلية في الوقت الفعلي (Real-time monitoring) لضمان ثبات الجرعة. أيضا اعتماد اختبارات جودة صارمة في كل مرحلة من مراحل الطباعة لضبط التفاوتات في الجرعات. ومن ضمن الحلول المطروحة لمواجهة تحديات تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد في صناعة الأدوية:
تم تطوير طابعة M3DIMAKER من FabRx لمراقبة الجودة في صناعة الأدوية باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد، مع نظام طباعة قابل للتبديل وكاميرالعد الأقراص واكتشاف العيوب. كما استخدمت مجموعة Gaisford تقنية الطيفية بالأشعة تحت الحمراء القريبة (NIR) لمراقبة كثافة الدواء وإطلاقه فورًا بعد التصنيع .
كتابة المقال : عبدالمجيد يحيى عبدالله المسعودي
المراجع:
• Mohammed, A. A., Algahtani, M. S., Ahmad, M. Z., Ahmad, J., & Kotta, S. (2021). 3D Printing in medicine: Technology overview and drug delivery applications. Annals of 3D Printed Medicine, 4, 100037. https://doi.org/10.1016/j.stlm.2021.100037
• Home - SPRITAM ® (levetiracetam). (2025, January 27). SPRITAM ® (Levetiracetam). https://spritam.com/
• Manufactured Using 3D Printing - SPRITAM HCP® (levetiracetam). (2023, July 11). SPRITAM HCP® (Levetiracetam). https://spritamhcp.com/hcp/zipdose-technology/manufactured-using-3d-printing/
• West, T. G., & Bradbury, T. J. (2018). 3DPrinting: A Case ofZipDose®Technology – World’s First3DPrinting Platform to ObtainFDAApproval for a Pharmaceutical Product. 3D And 4D Printing in Biomedical Applications: Process Engineering and Additive Manufacturing, 53–79. https://doi.org/10.1002/9783527813704.ch3
• Huanbutta, K., Burapapadh, K., Sriamornsak, P., & Sangnim, T. (2023). Practical application of 3D printing for pharmaceuticals in hospitals and pharmacies. Pharmaceutics, 15(7), 1877. https://doi.org/10.3390/pharmaceutics15071877
• Lamichhane, S., Bashyal, S., Keum, T., Noh, G., Seo, J. E., Bastola, R., Choi, J., Sohn, D. H., & Lee, S. (2019). Complex formulations, simple techniques: Can 3D printing technology be the Midas touch in pharmaceutical industry? Asian Journal of Pharmaceutical Sciences, 14(5), 465–479. https://doi.org/10.1016/j.ajps.2018.11.008
• Huanbutta K, Burapapadh K, Sriamornsak P, Sangnim T. Practical Application of 3D Printing for Pharmaceuticals in Hospitals and Pharmacies. Pharmaceutics. 2023 Jul 4;15(7):1877. doi: 10.3390/pharmaceutics15071877. PMID: 37514063; PMCID: PMC10385973.
