Os processos tradicionais de fabricação de medicamentos foram introduzidos há cerca de 200 anos, porém, apesar dos avanços, muitos ainda são usados até hoje. Embora esses métodos sejam rentáveis para a fabricação em larga escala, eles podem ser demorados e trabalhosos, além de produzirem fármacos com dosagens fixas, o que dificulta a personalização do remédio para cada indivíduo e aumenta a chance de efeitos adversos. Uma alternativa ao método tradicional de produção é o uso da técnica de impressão 3D (manufatura aditiva). Em 2015, foi aprovado pela agência americana Food and Drug Administration (FDA), o primeiro medicamento produzido – Spritam®, para o tratamento de epilepsia – com essa tecnologia. A partir daí, é crescente o interesse da indústria farmacêutica pela impressão 3D.
Dosagens personalizadas para cada paciente
Com objetivo de estudar o uso da impressão 3D para a produção personalizada e mais eficiente de medicamentos, pesquisadores do Núcleo de Pesquisa e Inovação em Ciências da Saúde (Nupics) da Universidade Federal de Juiz de Fora realizaram pesquisa para o desenvolvimento de uma nova forma do uso da tecnologia para a fabricação de Minoxidil – medicamento usado no tratamento de alopecia. “A impressão 3D permite a personalização da dosagem do minoxidil oral, o que minimiza a ocorrência de efeitos colaterais, propiciando a maior aderência do paciente e a eficácia do tratamento”, esclarece Nádia Raposo, uma das pesquisadoras envolvidas no estudo.
“A impressão 3D permite a personalização dos medicamentos, de forma economicamente viável, possibilita a individualização de doses, propicia o desenvolvimento de design diferenciado e a consequente liberação controlada dos fármacos”, aponta Nádia. De acordo com a pesquisadora, outra vantagem é a fabricação de um único comprimido com fármacos diferentes, de acordo com a prescrição de cada indivíduo, além do aumento da complexidade dos medicamentos. A tecnologia também permite a descentralização da produção de medicamentos de grandes indústrias farmacêuticas para farmácias e hospitais locais, sendo viável também em locais remotos.
Como a impressão 3D é utilizada na fabricação de medicamentos
No setor farmacêutico, uma das tecnologias de impressão 3D mais empregada é a Fused Deposition Modeling (FDM), devido à versatilidade, simplicidade e custo. Nessa tecnologia, o objeto é produzido a partir de um desenho 3D digital. “A impressora utiliza um filamento de polímero termoplástico que passa em um bocal aquecido, derretendo o material, o qual é depositado camada por camada na plataforma, formando o objeto”, explica Laura Junqueira, aluna de doutorado do Programa de Pós-Graduação em Saúde da Faculdade de Medicina da UFJF, orientada pelo professor Marcos Brandão.
Na FDM, o medicamento pode ser incorporado por meio de dois processos diferentes: extrusão a quente (HME) ou impregnação. O primeiro método utiliza uma extrusora que fornece calor e pressão para produzir um filamento medicamentoso. Embora esse método seja a melhor opção para incorporar fármacos, ele requer equipamentos de alto custo. Já a impregnação, como o próprio nome sugere, é baseada na submersão do filamento em uma solução concentrada do fármaco. No entanto, esse processo é caro devido a necessidade do uso de alta quantidade de princípio ativo e da baixa quantidade de fármaco incorporada. Por isso, o objetivo do estudo foi explorar o uso de um novo método direto de impregnação de medicamentos usando comprimidos impressos como moldes.
Modelo e foto dos moldes utilizados pelo grupo.
Para isso, os pesquisadores utilizaram filamentos de ácido poliláctico (PLA), um polímero biocompatível e biodegradável. O PLA foi escolhido como matéria-prima para a fabricação do comprimido porque é um polímero de grau farmacêutico que pode ser transformado em filamentos e é o bioplástico mais utilizado para impressão 3D. “Além disso, uma característica importante é a capacidade de não produzir toxicidade ou efeitos cancerígenos no corpo humano”, destaca Nádia.
O grupo observou que o método desenvolvido tem algumas vantagens sobre a impregnação tradicional. Uma das diferenças é o tempo necessário para executar o processo. No método tradicional, o filamento é geralmente deixado por 24 a 48 horas na solução concentrada do medicamento para a impregnação. Já no método desenvolvido, o processo ocorre em poucos minutos. Além disso, a quantidade exata do medicamento é aplicada ao molde, sem desperdício. Por isso, o método desenvolvido é uma alternativa rápida e econômica para a produção de medicamentos utilizando a impressão 3D.