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Universidad de Sevilla Facultad de Farmacia TECNOLOGÍAS APLICADAS A LA IMPRESIÓN 3D DE MEDICAMENTOS Miriam Rodríguez Cerrón
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Universidad de Sevilla
Facultad de Farmacia
TECNOLOGÍAS APLICADAS A
LA IMPRESIÓN 3D DE
MEDICAMENTOS
Miriam Rodríguez Cerrón
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Universidad de Sevilla
Facultad de Farmacia
Trabajo Fin de Grado
Grado en Farmacia
TECNOLOGÍAS APLICADAS A LA
IMPRESIÓN 3D DE MEDICAMENTOS
Revisión bibliográfica Realizado por: Miriam Rodríguez Cerrón Tutor: Isidoro Caraballo Rodríguez Departamento de Farmacia y Tecnología Farmacéutica
Sevilla, julio 2020
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RESUMEN
La tecnología de impresión 3D se ha ido desarrollando de forma muy amplia desde su
aparición a finales del siglo XX. Desde la ingeniería, la aeronáutica, el arte, la alimentación, la
medicina y muchos otros más, podemos apreciar la versatilidad de esta técnica para adaptarse a
diferentes aplicaciones.
En este trabajo, se describen las diferentes aplicaciones de esta tecnología en el
campo del medicamento para llegar a producir sistemas de dosificación personalizadas
para el paciente. Desde el punto de vista de la tecnología farmacéutica se hace un
recorrido por los procesos de producción de diversas formas farmacéuticas con diferentes
propiedades.
Mediante la combinación de algunas de las técnicas de impresión 3D se observa
la mejora de algunos de estos sistemas, obteniendo formas novedosas con gran potencial
para el campo de la medicina individualizada.
Por último, el estudio de los excipientes enfocado a la producción de
medicamentos y otros productos sanitarios por impresión 3D hace hincapié en aquellos
materiales que presentan las propiedades adecuadas para obtener formulaciones con las
características deseadas para el usuario.
PALABRAS CLAVE
3D printing, additive manufacturing, drug release, pharmaco-printing
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ÍNDICE
1. INTRODUCCIÓN ................................................................................................ 4
2. OBJETIVOS ......................................................................................................... 5
3. METODOLOGÍA ................................................................................................. 5
4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ........................................................................... 6
4.1. Tecnologías para Impresión 3D ..................................................................... 6
4.1.1. Impresión Basada en Inyección de Tinta ..................................................... 7
4.1.2. Deposición Basada en Boquillas ................................................................ 13
4.1.3. Impresión por Láser ................................................................................... 19
4.2. Combinación de técnicas en Impresión 3D ................................................. 25
4.3. Excipientes más comunes en Impresión 3D ................................................ 27
4.3.1. Binder Jetting ............................................................................................. 28
4.3.2. Material Jetting .......................................................................................... 29
4.3.3. FDM ........................................................................................................... 29
4.3.4. PAM ........................................................................................................... 30
4.3.5. SLA ............................................................................................................ 31
4.3.6. SLS ............................................................................................................. 31
5. CONCLUSIONES .............................................................................................. 33
6. BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................ 34
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1. INTRODUCCIÓN
La impresión 3D es un tipo de tecnología que permite crear estructuras de diversa
naturaleza y geometría mediante la adición de material en forma de capas. Se trata de un
sistema que se ha aplicado de forma revolucionaria al campo de la farmacia permitiendo
obtener formas farmacéuticas personalizadas con distintas dosis de uno o varios fármacos
y diferentes perfiles de liberación (Rahman et al., 2020).
La personalización de la medicina ha adquirido mucha importancia en los últimos
años, ya que permite la identificación de grupos con diferente respuesta terapéutica. Esto
abre la posibilidad a evitar ciertos efectos adversos, ajustar las dosis y conseguir perfiles
de liberación adaptados al individuo (Ju et al., 2019). En este sentido, supuso un gran
avance la aprobación por la FDA (Food an Drugs Administration) en 2015 del primer
medicamento impreso, el Spritam®. Se trata de un antiepiléptico, concretamente,
levetiracetam, de rápida disgregación en la cavidad oral (Trenfield et al., 2018).
Son diversas las tecnologías de impresión 3D que actualmente están en uso y
desarrollo para la impresión de medicamentos: impresión por inyección de tinta,
impresión basada en deposición por boquillas e impresión por láser; todas ellas con sus
variantes. La resolución, la complejidad de formas y otros parámetros como la porosidad
o los perfiles de liberación obtenidos, hacen que unas tecnologías sean más aptas que
otras en la fabricación de según qué sistemas. Los materiales empleados, entre los cuales
estará el fármaco, también serán determinantes en el proceso de producción.
En este trabajo se expone el fundamento y las virtudes de las principales
tecnologías de impresión 3D, así como sus limitaciones. También se pone de manifiesto
la ventaja que supone en ciertos casos la combinación de varios procesos para suplir las
carencias o debilidades de unas tecnologías con las posibilidades que presentan otras. De
esta forma, se abre la puerta a nuevos procesos de producción que permiten la creación
de nuevos medicamentos.
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2. OBJETIVOS
El objetivo general de esta revisión bibliográfica es actualizar la información existente a
cerca de las tecnologías de impresión 3D en el campo de los medicamentos, especialmente
aquellos destinados a terapias individualizadas.
También se llevará a cabo un estudio de las ventajas e inconvenientes de unas tecnologías
con respecto a otras, haciendo hincapié en las de mayor uso en la actualidad, así como los
excipientes más utilizados.
3. METODOLOGÍA
Para obtener información con la que llevar a cabo esta revisión se acudió a fuentes de
información secundaria, es decir, bases de datos virtuales como Scopus, PubMed, Web Of
Science y Google Académico.
En estas bases de datos se introdujeron los términos: three-d printed drugs, 3D printed
system, additive manufacturing technology, drug delivery, personalized medicines, inkjet
printing, drop on demand, nozzle-based deposition printing, hot melting extrusion, 3D plotting,
rapid release, semisolid extrusion, FDM, laser printed drug, estereolithography, selective laser
sintering, 3D technology combination.
Estos términos fueron combinados entre sí mediante el uso de operadores booleanos, que
nos permiten búsquedas más certeras a cerca de nuestro tema.
De esta forma, y a través del catálogo de la Biblioteca de la Universidad de Sevilla
(FAMA), se ha obtenido una amplia gama de artículos, a partir de los cuales se ha seleccionado
minuciosamente la información de mayor actualidad entre los meses de febrero a mayo de 2020.
También se consultaron páginas web como la de Aprecia Pharmaceuticals® o la página
oficial de Spritam®.
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4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
4.1. Tecnologías para Impresión 3D
Para elaborar un objeto, bien sea un medicamento u otro objeto de interés del
campo de la medicina, arquitectura, ingeniería u otros donde también es ampliamente
usada esta tecnología, lo primero será diseñarlo (Figura 1). Para ello, se emplea un
software de diseño virtual de objetos, como puede ser AutoCad®, Onshape®,
Solidworks®… (Ali et al., 2020).
Figura 1. Diseños para impresión 3D (Fanous et al., 2020; Linares et al., 2019; Tan et al., 2018)
El diseño, en un archivo digital con formato STL (Standard Tessallation
Language), se presenta como capas del objeto seccionadas en múltiples triángulos, de
forma que cuantos más haya, mayor será la resolución final. Posteriormente, el diseño se
transfiere a la impresora en cuestión, la cual interpreta el archivo como una imagen
laminada en capas horizontales bidimensionales cuya unión es la que da como resultado
nuestra figura (lo que se conoce como archivo G) (Gross et al., 2014).
Figura 2. Esquema de impresión 3D (Valino et al., 2019)
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Una vez la impresora carga el archivo, está lista para comenzar la impresión del producto.
El cabezal de impresión se mueve entonces a lo largo de los ejes x,y siguiendo el patrón de diseño
sobre la plataforma de impresión para crear cada capa. En función de la impresora en cuestión,
será después cuando se mueva el cabezal, o bien la plataforma de impresión, sobre el eje z,
permitiendo así depositar la siguiente capa sobre lo ya impreso (Figura 2) (Ali et al., 2020; Gross
et al., 2014; Mitosouras & Liacouras, 2017).
A pesar de que el fundamento de la impresión es el mismo, cada técnica presenta
diferencias tanto a la hora de incorporar el principio activo, como los excipientes. Así pues,
pasaremos a describir los detalles de cada una de ellas.
4.1.1. Impresión Basada en Inyección de Tinta
El Sistema de Impresión Basada en la Inyección de Tinta tiene dos modalidades: la
continua (Continuous Inkjet Printing, CIJ) y la inyección según demanda (Drop on Demand,
DoD) (Ju et al., 2019).
El Sistema de Impresión por Inyección Continua se basa en un flujo de tinta que se inyecta
de manera incesante (Figura 3). Este método es de gran interés en otros campos como la industria,
pero apenas es usado en la fabricación de medicamentos actualmente, ya que requiere demasiada
tinta y una gran capacidad de control de la variabilidad del lote (Daly et al., 2015), por lo que nos
centraremos en la otra metodología nombrada.
Figura 3. Sistema de Impresión por Inyección Continua (Konta et al., 2017)
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Inyección Según Demanda
Al igual que en el Sistema de Inyección Continua, es de vital importancia el control de la
viscosidad, la velocidad de inyección y el tamaño de gota de la tinta (Ju et al., 2019).
En este tipo de sistema, podemos encontrar dos tipos de cabezales para llevar a
cabo el proceso de impresión. El más comúnmente conocido es el cabezal térmico
(Figura 4), en el que la temperatura que se le aplica a la tinta, mediante una pequeña
resistencia, hace que se forme una burbuja de vapor que empuja a la misma a salir del
cabezal (Ali et al., 2020).
Figura 4. Esquema de funcionamiento del cabezal térmico (Alomari et al., 2015)
Por otro lado, encontramos el cabezal de tipo piezoeléctrico (Figura 5). Consiste
en un dispositivo formado por un elemento cerámico que, ante un estímulo de voltaje, se
deforma empujando la tinta hacia el orificio de salida del dispositivo (Goole & Amighi,
2016). De acuerdo con el campo electrostático creado, se pueden controlar los parámetros
relativos al goteo (Konta et al., 2017).
Figura 5. Esquema de funcionamiento del cabezal piezoeléctrico (Kadota et al., 2014)
Las diferencias entre un cabezal y otro radican en que, mientras que el cabezal
térmico ve reducidas las posibilidades de incorporar sustancias termolábiles, como lo son
algunos principios activos; el piezoeléctrico permite el uso de una mayor variedad de
disolventes y de principios activos sensibles a la temperatura (Ju et al., 2019).
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Así pues, se puede encontrar dos tipos de inyección de tinta según demanda, a saber: Gota en
Sólido o Binder Jetting y Gota a Gota o Material Jetting.
a) Gota en Sólido o Binder jetting
En este tipo de tecnología, existe un cabezal que gotea aglutinante sobre un lecho de
polvo, de forma que se unan las partículas de este, creando la capa con la forma deseada. La
plataforma donde se va construyendo la estructura, baja y se cubre de polvo nuevamente
mediante un rodillo que lo desplaza desde su reservorio para seguir creando capa tras capa hasta
completar el objeto tridimensional deseado, como se muestra en la Figura 6 (Mitosouras &
Liacouras, 2017). El grosor de las capas debe ser el adecuado para que exista una apropiada
cohesión entre el aglutinante y el polvo (Ju et al., 2019). El polvo que no es aglutinado y que se
va almacenando residualmente en la plataforma de impresión crea un lecho que protege la
estructura que se va formando y, una vez finalizado el proceso, se podrá recuperar y reutilizar,
siempre que sus características fisicoquímicas no se hayan alterado (Rahman et al., 2020).
Figura 6. Esquema de impresión mediante Gota en Sólido (Gross et al., 2014)
A pesar de que esta técnica da como resultado estructuras de baja resistencia mecánica y
baja resolución; se encontró en ella la ventaja de la rápida disgregación de las posibles formas
farmacéuticas a elaborar gracias a su alta porosidad y rugosidad (Mohammed et al., 2020;
Rahman et al., 2020).
De esta manera nació Spritam® (Figura 7), el primer medicamento impreso desarrollado
por la compañía Aprecia Pharmaceuticals® que fue aprobado por la FDA en 2015. Se trata de
una formulación cuyo principio activo es el levetiracetam, indicado para las convulsiones de
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pacientes con epilepsia. Este medicamento fue desarrollado combinando las
características de la formulación con las novedosas capacidades de la impresión
tridimensional, algo que fue recogido bajo la denominación de tecnología ZipDose®.
Figura 7. Diferentes formulaciones comercializadas de Spritam® (Aprecia Pharmaceuticals, s. f.-
b)
El desarrollo de este producto permite liberar grandes cantidades de principio
activo (hasta el orden de 1,000 mg) mediante una sola dosis. Con un pequeño volumen
de agua para la administración oral, se permite la disgregación de este medicamento.
Si comparamos Spritam® con un comprimido de rápida disgregación de
levetiracetam convencional, como ocurre en el estudio llevado a cabo por Boudriau y sus
compañeros, se observa que la velocidad y grado de absorción obtenida al administrar la
forma impresa con un sorbo de agua es equivalente a la administración del comprimido
con un vaso de agua.
Los sujetos concluyeron que Spritam® se disgrega rápidamente en la cavidad
oral, siendo más fácil de tragar. Esto representa una ventaja biofarmacéutica ya que, al
producirse una disgregación más rápida, la liberación y absorción del fármaco también
se producirán de manera más rápida. Se trata de una prometedora ventaja en cuanto a
pacientes geriátricos y pediátricos, donde, en muchos casos, la deglución puede suponer
un problema que comprometa la adherencia al tratamiento (Aprecia Pharmaceuticals,
s. f.-a, s. f.-b; Boudriau et al., 2016; Trenfield et al., 2018).
b) Gota a Gota o Material Jetting
Mientras que el proceso de Binder Jetting se usa para la obtención de estructuras
relativamente grandes, el Material Jetting o inyección gota a gota según demanda es
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usado para estructuras más pequeñas. Concretamente, este proceso puede dar lugar a estructuras
microscópicas con dosis relativamente altas de medicamentos.
El proceso de impresión se basa en depositar una primera gota que contenga el
principio activo y el polímero. En un segundo paso y, mediante un proceso térmico de
evaporación, el solvente es eliminado permitiendo que la gota se solidifique. Este proceso se
repite continuamente, añadiendo sucesivas capas que permiten crear una estructura completa
(Figura 8) (Goole & Amighi, 2016). Mientras que en algunas impresoras la plataforma de
construcción baja para permitir la deposición de la capa siguiente, existen otras donde el propio
cabezal de impresión es el que se eleva la distancia equivalente al grosor de la capa consecutiva
(Mitosouras & Liacouras, 2017).
Figura 8. Impresión mediante Gota a Gota (Goole & Amighi, 2016)
Sobre esta técnica podemos destacar la alta resolución conseguida en los objetos
impresos. Sin embargo, solo es posible aplicarla a excipientes como ceras y polímeros con las
características adecuadas para su paso por las boquillas, formando gotas (Mohammed et al.,
2020).
En este sentido, López-Iglesias y su equipo desarrollan un aerogel para la administración
pulmonar de salbutamol. Para ello, se adapta el sistema de impresión de manera particular,
incluyendo un baño gelificante sobre el cual se produce la impresión de las gotas, que permite
obtener microesferas con fármaco.
De esta forma, se preparan soluciones de alginato de diferentes concentraciones en forma
de tinta. Estas se imprimen sobre una placa de borosilicato que contiene 25 ml de solución de
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dicloruro de calcio, que cumple la función de baño gelificante, al cual se añade
posteriormente sulfato de salbutamol en una concentración del 0,35% (p/p). Se produce
el proceso de impresión gota a gota y las microesferas de gel se recogen. Estas perlas se
introducen en etanol y posteriormente se someten a secado. Obtenemos así microesferas
de alginato en forma de polvo con una carga de salbutamol, analizada mediante técnicas
de espectroscopía infrarroja, de un 3% p/p.
Gráfica 1. Perfil de liberación in vitro del sulfato de salbutamol desde microesferas de aerogel
de alginato (López-Iglesias et al., 2019).
Finalmente, se lleva a cabo un estudio de los perfiles de liberación y de la
sedimentación del fármaco en los pulmones mediante un ensayo in vitro que simula las
condiciones de esta vía. En cuanto a la liberación, observamos en la Gráfica 1 un perfil
de liberación modificado en el que se libera fármaco de forma más rápida durante los
primeros 30 minutos y de forma sostenida durante las 10 horas restantes. Por otro lado,
mediante un impactador, se pudo comprobar cómo las microesferas se acumularon al
principio del instrumento, por lo que en la vía pulmonar llegarán a los bronquios.
Los autores concluyen que las microesferas obtenidas presentan unas propiedades
prometedoras en cuanto a la administración personalizada de fármacos vía pulmonar, ya
que su perfil de liberación puede permitir reducir el número dosis administradas
mejorando así el cumplimiento posológico (López-Iglesias et al., 2019).
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4.1.2. Deposición Basada en Boquillas
Mientras que hasta ahora los métodos de impresión vistos siempre se han basado
en hacer gotear un componente sobre otro, se llega en este momento a otro método de
impresión tridimensional que permite depositar los materiales de partida ya mezclados
como un único componente de la estructura final (Goole & Amighi, 2016).
En función de si el material se funde o no durante el proceso de impresión, se pueden
distinguir dos subtipos de Impresión por Deposición Basada en Boquillas: Modelación por
Deposición Fundida (Fused-Deposition Modeling, FDM) y Microjeringas Asistidas por Presión
(Pressure-Assited Microsyringes, PAM) (Ju et al., 2019).
A. Modelación por Deposición Fundida (FDM)
Esta técnica conlleva un proceso donde un material termoplástico es fundido y extruido
a través de una boquilla a alta temperatura (Figura 9). El enfriamiento del material supone su
solidificación y permite que una capa se deposite sobre otra creando así estructuras con volumen
(Ju et al., 2019). Mientras que el cabezal se mueve en los ejes x,y, la plataforma de deposición
del material se puede mover verticalmente (eje z), de forma que permite la incorporación de las
sucesivas capas (Goole & Amighi, 2016).
Figura 9. Modelación por Deposición Fundida (FDM) (Konta et al., 2017)
Se debe tener en cuenta en este procedimiento, que nuestro material de partida contiene
ya el principio activo mezclado con el excipiente deseado, que juntos formarán el filamento de
extrusión. De esta manera, se describen dos técnicas para incorporar el principio activo: la
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impregnación y la extrusión por fusión caliente (Hot Melting Extrusion, HME) (Goole &
Amighi, 2016).
El proceso de impregnación consiste en sumergir durante un tiempo determinado el
filamento polimérico en una solución saturada del principio activo en cuestión. Es una práctica
basada en la difusión pasiva, por lo que requiere altas concentraciones de principio activo en la
solución, que además darán como resultado una baja concentración y nulo control de la
liberación en el filamento (Goole & Amighi, 2016; Mouriño & Boccaccini, 2010). Por
ello, más que una absorción por parte del filamento, se trata, en muchos casos, de una
simple adsorción.
Como técnica más eficiente para incorporar principio activo, se recurre a la
extrusión por fusión caliente (hot melting extrusion, HME). Se trata de un proceso donde
se combina la presión y temperatura adecuadas para obtener el mezclado de dos
materiales que dan lugar a un producto homogéneo en cuanto a su composición (Tan
et al., 2018). Como se muestra en la Figura 10, la extrusora consta de un tanque de
alimentación por donde entrarán tanto el polímero como el principio activo. A
continuación, está la zona de mezclado donde se aplica la temperatura, un factor
determinante en cuanto a la eficacia del proceso para obtener la dispersión sólida que
formará el filamento final (Singh et al., 2018). Se ha visto que pueden añadirse materiales
termoplásticos, como el poliéter éter cetona (PEEK) o el poliéter imida (PEI) en la
elaboración del filamento para FDM, ya que se trata de sustancias que destacan por su
elevado punto de fusión y además presentan propiedades mecánicas adecuadas para ser
extruidos (Tan et al., 2018).
Figura 10. Extrusión por fusión caliente en extrusora de doble tornillo (Mendonsa et al., 2020)
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En este contexto, cabe distinguir entre los tipos de extrusoras: de doble tornillo, de un
solo tornillo o de múltiples tornillos. Además, también se puede clasificar estas máquinas en
función de la configuración que adopte la rotación de sus tornillos: co-rotación, si ambos giran en
el mismo sentido, o contra-rotación, si lo hacen en sentidos opuestos. En este caso, para el diseño
de productos farmacéuticos es de mayor interés el uso de extrusoras de doble tornillo y
configuración co-rotatoria, ya que es capaz de mezclar los componentes de forma completa
(Mendonsa et al., 2020).
En cuanto este tipo de impresión, FDM permite obtener estructuras de alta resistencia
mecánica y una complejidad adecuada para la modificación de la cinética de liberación de los
fármacos. Se trata, además, de un proceso de bajo coste que permite producir los medicamentos
en un corto periodo de tiempo, lo que la hace la tecnología sobre la que mayor investigación se
está desarrollando actualmente. Por otro lado, las limitaciones de esta técnica radican en el
proceso de extrusión por fusión caliente, que será el factor limitante de muchos materiales, cuyas
propiedades de fusión y viscosidad no sean las adecuadas para este proceso, así como de aquellos
principios activos sensibles a la temperatura. Además, el filamento para impresión debe tener
unas características adecuadas para ser impreso, ya que experimentará distintas fuerzas y
temperaturas. Debe ser resistente a estas para obtener un producto impreso de buena calidad (Ju
et al., 2019; Konta et al., 2017; Tan et al., 2018).
FDM es una tecnología apta para una amplia gama de formas farmacéuticas: de liberación
controlada (Krause et al., 2019), de liberación sostenida (Kimura et al., 2019), de liberación
pulsátil (Dumpa et al., 2020), de liberación rápida o inmediata (Wei et al., 2020) y hasta formas
con varios principios activos (Maroni et al., 2017). Dos ejemplos de estos sistemas se muestran
en la Figura 11.
Figura 11. Diferentes sistemas obtenidos mediante FDM (Kimura et al., 2019; Maroni et al.,
2017)
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Un trabajo destacable en este aspecto es el desarrollado por Charoenying y su
grupo. Se trata de un dispositivo flotante que recubre una cápsula de amoxicilina,
constituyendo un sistema de administración de fármacos gastrorresistente. Se presenta así
un novedoso sistema indicado para el tratamiento de Helicobacter pylori. Se concluye el
estudio obteniendo como resultado una prolongación significativa en el tiempo de
liberación del fármaco respecto a su forma farmacéutica convencional (en este caso una
cápsula), lo que abre el abanico de posibilidades en cuanto a recubrir otras formas
farmacéuticas mediante esta técnica para modificar su liberación (Charoenying et al.,
2020).
Este tipo de impresión también tiene implicaciones biomédicas, de forma que
permite obtener también implantes cargados con fármaco que se liberará desde su interior
(Tan et al., 2018). En este contexto, cabe destacar también la obtención otros productos
sanitarios, como los anillos vaginales de diferentes formas desarrollados por Fu y su
equipo (Figura 12). Se trata de dispositivos personalizados que permiten la liberación
sostenida de progesterona mediante difusión (Fu et al., 2018).
Figura 12. Diseño (A,B,C) y resultado (D,E,F) de anillos vaginales obtenidos por FDM (Fu et al.,
2018)
B. Microjeringas Asistidas por Presión (PAM)
Se trata de otra tecnología que permite crear estructuras tridimensionales
partiendo de una formulación farmacéutica, sin embargo, en este caso no se calienta la
mezcla, sino que se parte de una sustancia semisólida con el principio activo incluido en
ella y con la viscosidad adecuada para ser impresa a través de jeringas mediante aire a
presión (mecanismo neumático), un pistón que proporciona la presión necesaria o un
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tornillo sin fin que desplaza el material hasta el final de la boquilla (Figura 13) (Goole & Amighi,
2016; Li et al., 2020).
Respecto al sistema que lleva incorporado un pistón, cabe mencionar el estudio
de Tirella y su equipo, donde se destaca la idoneidad del mismo para la impresión de
materiales como hidrogeles o sustancias que contengan células, donde la viscosidad es
más elevada (Ju et al., 2019; Tirella et al., 2011), aunque con el sistema de aire a presión
también se ha conseguido extruirlos (Lin et al., 2018; Long et al., 2019).
Figura 13. Tipos de impresión en Impresora de Microjeringas Asistidas por Presión (PAM) (Li
et al., 2020)
En la Figura 14 se muestra un esquema general del funcionamiento de este tipo de
impresora.
Figura 14. Esquema de una Impresora de Microjeringas Asistidas por Presión (PAM) (Goole &
Amighi, 2016)
Este proceso puede llevarse a cabo a temperatura ambiente, ya que, como se ha
mencionado, la mezcla no será calentada; sin embargo, tendrá que existir un procesamiento
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posterior que permita eliminar el disolvente del producto, de forma que solidifique dando
lugar a la estructura final deseada (Aita et al., 2020).
En este sentido, el equipo de Karavasili desarrolla unas formas farmacéuticas muy
peculiares para administración pediátrica. Se trata de formas personalizadas de
dosificación masticables hechas a partir de chocolate. En este trabajo se estudia la
incorporación de principios activos lipófilos e hidrófilos, como el ibuprofeno o el
paracetamol, respectivamente, para la administración oral en poblaciones con baja
adherencia posológica, como es, en este caso, la población pediátrica.
Mediante este tipo de impresión y dejando reposar los productos obtenidos
durante la noche a temperatura ambiente se obtienen formas como las que se pueden ver
en la Figura 15 (Karavasili et al., 2020).
Figura 15. Formas farmacéuticas obtenidas por PAM para administración pediátrica (Karavasili
et al., 2020)
Una forma de secado más rápida es la que presentan Conceição y su equipo en
un estudio donde emplean PAM y secado a 40ºC en horno para producir formas
farmacéuticas similares a comprimidos para fármacos con poca solubilidad. El estudio de
diversos excipientes lleva a obtener dos tipos de formulaciones: una bucodispersable y
otra de liberación inmediata. Los distintos ensayos realizados muestran que estas dos
formas presentan una velocidad de liberación distinta entre ellas (siendo mayor en el caso
de la bucodispersable) y mayor que la de las formas farmacéuticas de carbamazepina
obtenidas por compresión directa (Conceição et al., 2019).
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Por otro lado, entre otras técnicas derivadas de la PAM se encuentra el 3D plotting. Se
trata de un novedoso sistema que describen Lin y sus compañeros para la obtención de microfibras
de hidrogel que conforman una estructura porosa de alginato con diclofenaco y células óseas para
la regeneración del tejido óseo en procesos inflamatorios. Se trata de un proceso donde se carga
una mezcla que contiene estas células en la jeringa y se extruye sobre un recipiente donde se va
añadiendo una disolución que permite el proceso de gelificación (Lin et al., 2018).
Otra alternativa derivada de PAM es el fotocurado. Se trata de un proceso donde la
impresora incorpora unas lámparas de luz ultravioleta que permiten que, una vez se haya
inyectado el material de dentro de la jeringa, se produzca una reacción de fotopolimerización, que
permite la solidificación del producto obtenido (Maeng et al., 2020). Un ejemplo de ello es el
trabajo del grupo de Holländer en el que se desarrollan dispositivos de polidimetilsiloxano para
la administración de fármacos. En este estudio se imprimen diferentes formas cargadas con
prednisolona. Variando la relación superficie/volumen de los productos se obtienen resultados
diversos respecto a la liberación del fármaco (Holländer et al., 2018).
Los factores limitantes de la impresión por PAM giran en torno a la viscosidad, el límite
elástico aparente y la viscoelasticidad del material a imprimir. Como inconveniente en esta
técnica, cabe destacar el uso de disolventes, que por su posible toxicidad ha de ser
exhaustivamente valorado. Sin embargo, es una de las técnicas que permite desarrollar sistemas
complejos de dosificación (Konta et al., 2017).
4.1.3. Impresión por Láser
Otra diferente técnica de impresión 3D es aquella que se sustenta en la energía emitida
por un láser de alta potencia con capacidad para producir cambios fisicoquímicos en las
estructuras de ciertas sustancias. Según se comience con una resina líquida o con un polímero en
forma de polvo, se habla de Estereolitografía (Stereolithography, SLA) o del Sinterizado
Selectivo por Láser (Selective Laser Sintering, SLS) respectivamente, los cuales se describen a
continuación con más detalle.
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A. Estereolitografía (SLA)
La estereolitografía es un tipo de impresión basada en varios elementos: un tanque que
contiene una resina fotocurable, una fuente de luz de alta energía (normalmente UV) en forma de
láser y un sistema de control de la dirección de la luz que incide sobre la resina. La luz láser incide
en la resina transfiriéndole energía y permitiendo que, según el principio de fotopolimerización,
la resina se solidifique dando lugar a radicales libres durante el proceso. Como resultado
se obtiene una capa concreta del diseño. Se van construyendo así las sucesivas capas del
objeto, que quedarán unidas entre sí gracias a que la polimerización solo es completa una
vez que se han cohesionado ambas capas (Konta et al., 2017; Mitosouras & Liacouras,
2017).
Como se muestra en la Figura 16, existen impresoras en las que, a medida que el
láser va irradiando y creando las diferentes capas, la plataforma de impresión va
sumergiéndose una distancia equivalente a la capa a formar, permitiendo que, sobre la
superficie de la capa recién creada, quede dispuesta la resina suficiente para crear la
siguiente (A). Por otro lado, hay sistemas que funcionan a la inversa: la fuente de luz se
situará debajo del tanque de resina, en cuyo fondo estará la plataforma de impresión, que,
en este caso, irá subiendo una distancia equivalente a la capa a formar, de manera que del
tanque irá emergiendo el objeto desde su base según se vaya imprimiendo (B).
Figura 16. Impresoras basadas en Estereolitografía (Gross et al., 2014)
La intensidad de la luz UV y la exposición frente a ella influyen en la cinética de
las reacciones de curado de la resina. También lo harán la cantidad de monómero y los
fotoiniciadores (sustancias que desencadenan la reacción) presentes en ella. De esta
21
forma, se pueden añadir a la resina sustancias absorbentes de luz UV para modular la profundidad
que puede alcanzar la reacción de polimerización y así obtener la resolución óptima (Chia & Wu,
2015; Gross et al., 2014). Es fundamental que la resina además esté aprobada por la FDA, lo que
supondrá un factor limitante, ya que se trata de un proceso de producción de medicamentos de
uso humano. En esta línea se ha observado que los macrómeros de poliacrilato de bajo peso
molecular son adecuados para este procedimiento (Goole & Amighi, 2016).
El procesamiento post-impresión es fundamental una vez hayamos obtenido la pieza. Se
eliminará la resina en exceso mediante drenaje (Mitosouras & Liacouras, 2017).
SLA es una técnica que tiene como ventaja la posibilidad de usar sustancias sensibles a
altas temperaturas, ya que la elevación de temperatura en este proceso es mínima, lo que contrasta
con otras técnicas como FDM, donde la elaboración del filamento por extrusión por fusión
caliente suponía una restricción. Aunque permite obtener estructuras de alta resolución, debemos
tener en cuenta que los fotopolímeros que nos permite usar esta técnica y que además están
aprobados por la FDA, son escasos, lo que supone un obstáculo en cuanto a su uso para la
elaboración de medicamentos (Ju et al., 2019; Konta et al., 2017).
Un caso particular referente a esto último ocurre en el estudio de Xu y sus compañeros,
en el cual se observa una reacción inesperada entre un fotopolímero y un fármaco. Según lo
dispuesto en este estudio, el grupo amino del amplodipino reacciona con el grupo acrilato del
fotopolímero produciéndose una adición de Michael. Se trata, en este estudio, de producir un
sistema de administración de fármacos oral compuesto por 4 antihipertensivos. El resultado en
cuanto a la forma obtenida es exitoso, sin embargo, como conclusión se resalta la importancia a
la hora de seleccionar las resinas para este tipo de tecnología (Xu et al., 2020).
Por otro lado, el estudio del equipo de Robles-Martínez logra obtener diferentes formas
farmacéuticas similares a una píldora con varias capas de diferentes fármacos. En este caso, se
producen dos tipos de formas geométricas impresas con 6 fármacos diferentes dispuestos en
forma de capa: una en forma cilíndrica y otra en forma de anillo (Figura 17). Además, se
producen anillos con y sin relleno soluble para observar las posibles diferencias en cuanto a la
liberación. Como resultado se obtuvieron formas farmacéuticas con diferentes perfiles de
liberación compuestas por capas separadas, sin embargo, algunos fármacos difundieron a través
22
de ellas. Se concluye el estudio destacando la oportunidad que brinda esta técnica para
crear formas farmacéuticas personalizadas de administración múltiple, sin embargo, es
importante el estudio de la adaptación de este tipo de impresora para poder incorporar de
forma adecuada los componentes (Robles-Martinez et al., 2019).
Figura 17. Diseño y resultado de formas geométricas para impresión por Estereolitografía con 6
capas de diferentes fármacos (Robles-Martinez et al., 2019)
La alta resolución obtenida mediante esta técnica permite obtener una amplia
gama de productos relacionados con la biomedicina como microagujas (Figura 18) para
el tratamiento de cáncer de piel (Uddin et al., 2020), parches de microagujas para la
administración de insulina (Economidou et al., 2019) y diversos productos para implantes
en el campo de la ingeniería de tejidos (Madla et al., 2018).
Figura 18. Imagen de microscopia electrónica de barrido y resultado final de microagujas (Uddin
et al., 2020)
B. Sinterizado Selectivo por Láser (SLS)
El Sinterizado Selectivo por Láser es un proceso de impresión en el que también la fuente
de energía es un láser de alta potencia. En este caso, a partir de un lecho de polímero en polvo,
el láser calienta las partículas por encima de la temperatura de transición vítrea, de esta forma
23
se crean puntos de unión entre las partículas (Figura 19) y se configura así la capa en cuestión
(Chia & Wu, 2015).
Figura 19. Proceso de formación de puntos de unión entre partículas (Yoon et al., 2009)
La plataforma de impresión bajará entonces para que un rodillo desplace nuevo lecho de
polvo que conformará la siguiente capa. El polvo sobrante se irá acumulando, creando una matriz
que contendrá y hará de soporte para la estructura en el transcurso de la impresión, como se puede
apreciar en la Figura 20 (Valino et al., 2019).
Figura 20. Sinterizado Selectivo por Láser (SLS) (Ju et al., 2019)
En el caso de esta técnica se debe tener en cuenta el tamaño de partícula tanto del fármaco
como del polímero (que influirá en la porosidad final), el diámetro que caracteriza la luz del láser
y la eficacia de la transmisión de calor entre las partículas de cada capa. Todo ello influirá en la
resolución final del producto.
Este tipo de impresión 3D permite la elaboración de diferentes perfiles de liberación,
además de suponer una técnica bastante rentable, ya que permite reutilizar el polvo sobrante
24
siempre que se encuentre en condiciones adecuadas (Fina et al., 2018). Sin embargo, este
proceso puede presentar dificultades a la hora de eliminar el polvo sobrante del objeto
impreso, lo que supone un inconveniente. Además, como inconveniente también, existe
la posibilidad de que la fusión de las partículas no sea la adecuada, pudiendo fundirse
partículas vecinas que alteren la forma de nuestra capa creada. Esto deriva de la difusión
del calor a través de las partículas que ya hemos comentado (Chia & Wu, 2015).
SLS, al igual que SLA, ofrece un gran potencial en el campo de la ingeniería de
tejidos gracias a su alta resolución. De esta manera podemos encontrar sistemas como
implantes de ibuprofeno para regeneración del tejido ocular (Salmoria et al., 2016),
estructuras para implantes de tejido cardiaco (Yeong et al., 2010) o de cartílago (Chen
et al., 2014).
En el campo de la producción de medicamentos propiamente dichos esta técnica
también hace eco, aportando diversos tipos de sistemas de liberación. Un ejemplo de ello
lo constituye el estudio del equipo de Allahham en el que se elaboran sistemas de
disgregación bucales que contienen ondansetrón. En este estudio se pone de manifiesto
la ventaja que presenta este sistema a la hora de elaborar formas de administración
bucodispersables personalizadas con una tasa de liberación similar a la de los
comprimidos bucodispersables de ondansetrón ya comercializados (Allahham et al.,
2020).
Otro trabajo destacable es el de Fina y sus compañeros en el cual se producen
formas farmacéuticas con la geometría de un giroide mostrado en la Figura 21. A partir
de diferentes excipientes se construyen varias formas a partir de las cuales se permite
25
modificar los perfiles de liberación de fármaco posibilitando obtener así formas de administración
personalizadas (Fina et al., 2018).
Figura 21. Diseño y resultado del giroide mediante impresión SLS (Fina et al., 2018)
Una forma interesante para el análisis no destructivo de la cantidad de fármaco
presente en varias formas farmacéuticas producidas mediante SLS se presenta en el
estudio del equipo de Trenfield. En él se desarrollan formas similares a comprimidos y
parches de disolución oral o films con el contenido, en diferentes concentraciones, de dos
fármacos: lisinopril y amlodipino. Mediante el uso de técnicas espectrofotométricas se verifica la
cantidad de principio activo contenida en estas formas obteniendo resultados satisfactorios y
concluyendo en el avance que supone este análisis en cuanto a la producción eficaz de
medicamentos a partir este método. (Trenfield et al., 2020)
4.2. Combinación de técnicas en Impresión 3D
Un paso más allá se encuentran diferentes estudios que hacen referencia a la combinación
de varias técnicas de impresión tridimensional para obtener formas farmacéuticas más eficaces.
En este aspecto podemos destacar como ejemplo el trabajo de Linares y colaboradores,
en el que se combina FDM y llenado por inyección de volumen (injection volume filling, IVF).
Se trata de un estudio en el que se producen sistemas de liberación colónica a partir de una
estructura obtenida mediante FDM que incorpora, mediante IVF, un polímero sensible al pH. Esta
estructura se rellena con fármaco (teofilina en este caso) y se sella en la parte superior con un
polímero de liberación retardada (Figura 22). Los perfiles de liberación obtenidos muestran la
eficacia de este sistema para la administración colónica y, además, solventan algunos de los
inconvenientes que presenta la FDM por sí sola, como la dificultad para obtener cantidades de
fármaco efectivas. De estudio también cabe resaltar la ventaja que presenta la combinación de
26
estas dos técnicas a la hora de tratar con fármacos termolábiles, ya que evita someter a
los productos a altas temperaturas (Linares et al., 2019).
Figura 22. Proceso y estructura obtenida mediante FDM combinada con IVF (Linares et al.,
2019)
Otros estudios ya mencionados anteriormente combinan la técnica de SLA con
inyección de tinta para obtener microajugas. En estos trabajos, la resolución de la SLA
permite diseñar y obtener microjeringas con puntas de tamaño micrométrico en las que
se depositan los fármacos: en el caso de Economidou y su equipo, insulina; y en el caso
del equipo de Uddin, cisplatino. De esta forma, cada jeringa queda cargada de fármaco
mediante goteo selectivo en cada una de ellas.
En el caso de los parches de microagujas de insulina, se demuestra, mediante
ensayos in vivo en animales, que se reducen de manera eficaz los niveles de glucosa en
sangre con una duración más prolongada que la obtenida mediante inyecciones
subcutáneas de insulina (Gráfica 2). Por otro lado, en el estudio de los parches de
microagujas de cisplatino, se muestra la disminución significativa del tamaño del tumor
en un periodo de 10 días con 100% de supervivencia de los animales implicados en el
ensayo in vivo (Economidou et al., 2019; Uddin et al., 2020).
27
Gráfica 2. Concentración plasmática de insulina obtenida mediante administración subcutánea y
mediante parche de microajugas impreso 3D (Economidou et al., 2019)
Otro trabajo destacable en el que se combinan dos tecnologías de impresión 3D es el del
grupo de Trenfield. En este estudio se combina FDM, que permite la extrusión del filamento
cargado con fármaco, con inyección de tinta para obtener formas farmacéuticas similares a
comprimidos con un código QR impreso en su superficie. La deposición de tinta permite imprimir
este código de forma que, mediante su escaneo a partir de un dispositivo como un Smartphone,
se puede obtener información personalizada a cerca del medicamento e incluso instrucciones para
el paciente, lo que supone una facilidad a la hora del cumplimiento posológico (Trenfield et al.,
2019).
Figura 23. Sistemas impresos mediante FDM e inyección de tinta con códigos QR (Trenfield
et al., 2019)
4.3. Excipientes más comunes en Impresión 3D
La elección de los excipientes es un proceso muy importante a tener en cuenta a la hora de
realizar estudios de preformulación para el desarrollo de formas farmacéuticas de dosificación,
ya que sus propiedades físicas y químicas influyen en las del producto final (Darji et al., 2018).
28
A la hora de elegir excipientes también es crucial tener clara la vía de administración a la
que se va a destinar el medicamento, lo que en este estudio está también ligado a la tecnología de
fabricación que elijamos, como se muestra en la Tabla 1. (Mohammed et al., 2020).
Sistemas de dosificación
Tecnologías 3D
Inyección de tinta Deposición basada
en boquillas Láser
Formas sólidas orales Binder Jetting Material Jetting
FDM PAM
SLA SLS
Implantes Binder Jetting Material Jetting
FDM PAM
SLA SLS
Formas de administración
rectal y vaginal
FDM PAM
SLA
Parches transdérmicos FDM SLA
Tabla 1. Tecnologías 3D más comúnmente empleadas para varios sistemas de dosificación
(Mohammed et al., 2020)
4.3.1. Binder Jetting
Como bien se ha resaltado, según el sistema de dosificación que se desee obtener,
es más común el uso de determinados excipientes. En el caso de las formas sólidas orales
tendremos diferentes materiales en función del perfil de liberación que se quiera obtener.
Para formas de geometría compleja está recogido el uso de cera de abejas,
hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC) y etilcelulosa. Las formas de liberación pH-
dependientes pueden llevar materiales como Avicel® PH301, Eudragit® RLPO,
Eudragit® E-100 y Pharmatose® DCL11. Por otro lado, las formas farmacéuticas cuyo
proceso de liberación se basa en gradiente de concentraciones presentan excipientes como
lauril sulfato sódico (SLS), etilcelulosa, Eudragit® RS-100 y ácido esteárico. Por último,
las formas de disgregación rápida orales presentan comúnmente sustancias como
polivinilpirrolidona (PVP), dióxido de sílice coloidal, lactosa, K30 y manitol.
29
Para la formulación de implantes con fármacos mediante esta técnica, se recoge el uso de
materiales como ácido poliláctico (PLA) y el ácido-D,L-poliláctico (PDLLA) en la mayoría de
sistemas desarrollados (liberación modificada e inmediata) con uno o varios fármacos en su
interior (Mohammed et al., 2020).
4.3.2. Material Jetting
En cuanto al Material Jetting, los principales materiales poliméricos descritos para la
obtención de formas farmacéuticas son polipropileno (PP), polimetacrilato de metilo (PMMA),
policarbonato (PC), acrilonitrilo butadieno estireno (ABS), polietileno de alta densidad (HDPE),
poliestireno (PS) y poliestireno de alto impacto (HIPS). Se trata, en su mayoría de materiales
como ceras y polímeros cuyas características permitan el paso de gota por la boquilla de
impresión.
De forma más concreta, para formas orales obtenidas mediante esta técnica se recoge el
uso de materiales como dimetilacrilato de etilenglicol (PEGDA), polietilenglicol (PEG),
hidroxipropilcelulosa (HPC) y HPMC, en el caso de sistemas personalizados; y sulfato de calcio
semihidratado, en el caso de sistemas con varios fármacos. En el caso de los implantes y otros
dispositivos se recogen hidrogeles de materiales como el alginato (Mohammed et al., 2020).
El uso del alcohol polivinílico (PVA) también se describe como sustancia apta para esta
técnica, siempre en forma de disolución acuosa y con humectantes (glicerina o propilenglicol)
para evitar el bloqueo de las boquillas de impresión (Konta et al., 2017).
4.3.3. FDM
La metodología descrita para obtener formas farmacéuticas mediante esta tecnología
permite deducir que los materiales necesarios para su desarrollo son aquellos aptos para HME, es
decir, los que posibilitan su conversión en un filamento. En este sentido, han mostrado las
propiedades adecuadas PVP, PLA y PVA. Se trata de sustancias que se pueden mezclar con
fármacos para obtener filamentos de impresión 3D mediante FDM debido a sus propiedades
mecánicas y térmicas (Tan et al., 2018).
30
Eudragit® puro, por ejemplo, no muestra las propiedades adecuadas para ser
sometido a este procedimiento. Es por ello por lo que Sadia y colaboradores llevaron a
cabo un estudio en el que combinan esta sustancia con plastificante (acetato de trietilo) y
fosfato tricálcico (TCP), mejorando sus características de flexibilidad y resistencia
mecánica. Se obtuvieron diferentes productos de liberación inmediata con altas dosis de
fármacos diferentes (Sadia et al., 2016).
Para la obtención de formas farmacéuticas sólidas orales se describen sustancias
diferentes en función de la liberación. Los materiales descritos para obtener formas de
liberación controlada son: polianhídridos, IRGACURE®184, HPC, Eudragit® L100,
HPMC, talco, Eudragit® EPO, celulosa microcristalina (MMC), TCP, ácido metacrílico,
policaprolactona (PCL) y manitol. Por otro lado, se ha descrito el uso de HPC, Eudragit®
L100 y HPMC para la obtención de formas flotantes intragástricas de liberación
prolongada y sostenida. Para formas de liberación controlada con varios fármacos se
señala el uso de PVA.
Esta tecnología, como ya se ha comentado, también permite el desarrollo de
formas de administración rectal y vaginal. Para ello está descrito el uso de PLA,
Witepsol® H5y PVA en el caso de supositorios; y ULTEM® 908, combinaciones de PCL
y PVA, y etilen-co-vinil acetato (EVA) en el caso de sistemas vaginales e intrauterinos.
Para el desarrollo de otros sistemas como parches o vendas con fármaco se usan
PCL y PLA. También cabe destacar la posibilidad de obtener implantes, que se lleva a
cabo con sustancias como PLA, Metolose® 60SH, ácido hialurónico (HA), PCL y ácido
poliláctico-co-glicólico (PLGA) (Mohammed et al., 2020; Valino et al., 2019).
4.3.4. PAM
Esta técnica de impresión permite, como ya se ha descrito, obtener sistemas
complejos de dosificación. En el caso de formas orales de liberación controlada se
describe el uso de excipientes como PEG 600, D-manitol, acetato de celulosa, PVP,
almidón glicolato de sodio, HPMC 2208 y 2910, MCC y ácido poliacrílico (PAA).
31
Para la obtención de sistemas vaginales se emplean materiales como el PU y
combinaciones de PLA y PCL. Otros sistemas como los implantes para regeneración
tisular se obtienen mediante el empleo de sustancias como cloruro de cetilpiridinio (CPC),
PCL y PLGA (Mohammed et al., 2020).
Cabe recordar la importancia del 3D plotting en este aspecto, en el cual, mediante el uso
de materiales como TCP, alginato, quitosano, PLGA, colágeno, gelatina y demás, se pueden
obtener interesantes estructuras para el campo de la ingeniería de tejidos (Chia & Wu, 2015).
4.3.5. SLA
Como se ha descrito con anterioridad, esta técnica permite obtener una amplia gama de
productos: desde formas sólidas orales hasta implantes o parches.
Para la obtención de formas sólidas orales personalizadas se señalan materiales como
PEGDA y PEG; mientras que, para implantes y otros productos, materiales como poli-trimetilen-
carbonato (PTMC) y polímero acrílico, que permiten la cobertura por una capa de fármaco.
En el caso de formas rectales, se emplean sustancias como Silastic® Q7-4720,
nanomateriales como MED-4901 y resinas como 3DM-CAST. Por último, para la obtención de
parches con microajugas, de los que ya se ha hablado con anterioridad, se destaca el uso de
materiales como PEG-PVA (Mohammed et al., 2020).
4.3.6. SLS
Los materiales que se utilizan con mayor frecuencia en esta técnica son PU, PCL y
poliamida (PA) (Valino et al., 2019).
Mediante esta técnica se pueden obtener formas sólidas orales personalizadas con el
empleo de PVA-PEG, PCL, polietileno (PE), HPMC-PVP, … Para la obtención de formas como
pellets se describe el uso de etilcelulosa como excipiente.
32
Para implantes cargados con una capa de fármaco en su superficie se describe el
empleo de aleaciones de titanio como Ti64 y Ti6Al7Nb (Mohammed et al., 2020).
De forma esclarecedora se muestra una tabla (Tabla 2) donde se resumen los principales
excipientes usados en cada tecnología 3D para la obtención de diferentes formas farmacéuticas y
productos sanitarios.
Tabla 2. Principales excipientes para impresión 3D y sus aplicaciones (Mohammed et al., 2020)
Sistemas de
dosificación Tecnología 3D Principales excipientes
Formas sólidas
orales
Binder Jetting HPMC, Avicel®, Eudragit®, SLS,etilcelulosa PVP, lactosa, manitol
Material
Jetting
PEGDA, PEG, HPC, HPMC, sulfato de calcio semihidratado
FDM Polianhídridos, IGACURE®, Eudragit®, HPMC, MCC, TCP, PCL …
PAM PEG 600, D-manitol, acetato de celulosa, PVP, almidón glicolato de sodio, HPMC,
MCC PAA SLA PEGDA, PEG
SLS PVA-PEG, PCL, PE, HPMC-PVP…
Implantes
Binder Jetting PLA, PDLLA
Material
Jetting
Alginato
FDM PLA, Metolose®, HA, PCL, PLGA
SLA PTMC, polímero acrílico
SLS Ti64, Ti6Al7Nb
Formas de
administración rectal
y vaginal
FDM PLA, Witepsol®, PVA, ULTEM®, PCL, EVA
PAM PU, PLA, PCL
SLA Silastic®, MED-4901, 3DM-CAST
Parches
transdérmicos
FDM PCL, PLA
SLA PEG-PVA
33
Como se puede deducir de ambas tablas (Tabla 1, Tabla 2), en función del sistema de
dosificación que se quiera obtener se encontrarán ciertos materiales que serán los adecuados para
cada caso. Las propiedades de estos materiales serán además las que marquen el sistema de
producción más apropiado para cada producto.
5. CONCLUSIONES
La revisión de las diferentes técnicas de impresión de medicamentos mediante las
diferentes tecnologías 3D muestra la importancia que está cobrando la medicina personalizada.
Estos sistemas de producción permiten obtener formas de dosificación que administran la
cantidad exacta de fármaco en el momento necesario gracias a los diferentes perfiles de liberación
posibles.
La amplia gama de formas que permite obtener la FDM, la alta resolución de la impresión
láser o los perfiles de rápida liberación que proporciona la inyección de tinta son algunas de las
características más llamativas de estas nuevas tecnologías que prometen revolucionar los procesos
de producción en la industria farmacéutica.
La impresión 3D aun presenta varios desafíos a la hora de producir medicamentos, ya que
su regulación aun está en desarrollo. Sin embargo, con la aprobación por parte de la FDA de
Spritam®, se puede apreciar el potencial que suponen estos sistemas de producción para la
obtención de nuevos medicamentos.
Las crecientes investigaciones y desarrollo de múltiples formas y sistemas de dosificación
hacen pensar que la impresión 3D se verá incorporada en la industria farmacéutica como cualquier
sistema de producción tradicional en los próximos años.
34
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