Des scientifiques développent des pilules de CBD imprimées en 3D

Une équipe de recherche suédoise et grecque a créé un algorithme qui permet de personnaliser les comprimés de cannabidiol (CBD) imprimés en 3D.

En utilisant la nouvelle configuration des scientifiques, il est possible de créer des «  films orodispersibles  » ou des capsules fondantes, avec des dimensions, des dosages et des propriétés de libération de médicaments optimisés pour le patient. L’approche s’est déjà révélée idéale pour l’impression 3D de pilules de CBD de bureau et, à l’avenir, l’équipe pense qu’elle pourrait permettre de produire localement des médicaments sur mesure dans les hôpitaux, les pharmacies ou même au domicile des patients.

«Un citoyen américain sur sept utilise du CBD», écrivent les chercheurs, «ces produits sont vendus librement dans les dispensaires américains, et cette distribution incontrôlée facilite les abus. La personnalisation du produit médicamenteux est une mesure potentielle pour empêcher l’abus de CBD, car la dose et la voie d’administration prévue seront personnalisées pour chaque patient. »

L’algorithme d’impression 3D des scientifiques pourrait éventuellement permettre aux utilisateurs d’imprimantes 3D de bureau de créer chez eux des tablettes CBD personnalisées. Photo via Pixabay.

Impression 3D de médicaments artisanaux

Alors que les imprimantes 3D de bureau continuent de devenir plus facilement accessibles, le nombre de produits qu’il est possible de créer avec elles augmente de façon exponentielle. Ces systèmes en grande partie basés sur la FFF ont un potentiel particulier lorsqu’il s’agit de fabriquer des médicaments personnalisés, qui peuvent être programmés pour cibler l’âge, la taille, le régime alimentaire ou les besoins de vie uniques d’un patient.

Selon la gravité de l’état de santé d’un individu, les médicaments personnalisés peuvent même être essentiels à leurs chances de survie, ce qui rend la production à la demande personnalisable hautement souhaitable. Pendant ce temps, dans d’autres cas moins graves, les patients au Royaume-Uni et aux États-Unis adoptent de plus en plus les produits CBD, qui sont commercialisés comme remèdes de relaxation à de faibles concentrations.

Cependant, vitales ou non, ces comprimés sont fabriqués en masse, ce qui limite leur personnalisation, et le coût du CBD au Royaume-Uni peut atteindre plus de 100 £ en fonction de la force. Afin de rendre la fabrication médicale distribuée plus faisable pour les utilisateurs quotidiens, les scientifiques ont donc développé un algorithme basé sur l’IA, qui crée automatiquement des conceptions de médicaments prêtes à imprimer spécifiques au patient.

Une ventilation de l’algorithme d’impression 3D CBD des chercheurs. Image via l’International Journal of Pharmaceutics.

Fabrication automatisée de CBD

Fondamentalement, l’algorithme de preuve de concept des chercheurs utilise des fonctions mathématiques simples pour convertir les exigences de poids et de dosage d’un individu en un modèle 3D pour une tablette personnalisée. Comme avantage supplémentaire, le logiciel fournit également aux utilisateurs un jeu de paramètres optimal pour chaque filament et génère un fichier «scad» compatible avec la plupart des machines.

Compte tenu de la popularité croissante du CBD, les scientifiques ont choisi de tester leur algorithme en créant des tablettes chargées de cannabis à l’aide d’une imprimante 3D MakerBot Replicator 2X. Les échantillons, mesurant 0,1 mm de hauteur et contenant 2%, 4% ou 6% de CBD, se sont révélés dimensionnellement précis, démontrant la précision du modèle d’IA de l’équipe.

Fait intéressant, les chercheurs ont par la suite découvert que la largeur des bâtonnets du «matériau constituant» des comprimés fluctuait chaque fois que la buse de l’imprimante passait sur des couches inégalement remplies. Bien que ce phénomène ait conduit à l’accumulation de matière première supplémentaire, il n’a pas affecté la composition en CBD de chaque comprimé, mais il justifie potentiellement une enquête plus approfondie.

Au cours des dix premières minutes de test, plus de 90% des comprimés de CBD des scientifiques ont été dissous (photo). Image via l’International Journal of Pharmaceutics.

Dans des tests ultérieurs, les scientifiques ont évalué les performances de leurs pilules de cannabis in vitro, en les exposant à des plats chargés de cellules. Les résultats ont montré que les caractéristiques structurelles et la concentration de chaque capsule affectaient son temps de désintégration et qu’en l’espace de dix minutes, chaque comprimé avait libéré plus de 90% de sa dose indiquée.

Malgré leur succès lors des tests initiaux, les chercheurs ont également reconnu la nécessité d’un algorithme plus détaillé, qui comprend d’autres paramètres sur l’état d’un patient. De même, le traitement de ces informations personnelles dans un monde où elles sont de plus en plus sujettes au vol en ligne, représente une autre complication pour un futur modèle de fabrication distribuée.

À la lumière de ces revers potentiels, les scientifiques estiment que leur approche ne constitue qu’un premier pas vers des médicaments CBD personnalisés, mais qu’elle pourrait éventuellement aider à réduire les abus et à traiter des maladies telles que l’anxiété ou la maladie de Parkinson.

«Cette approche est une voie alternative pour promouvoir l’automatisation dans la fabrication de médicaments hautement personnalisés», ont conclu les chercheurs. «Nous prévoyons que de nouvelles solutions de recherche pharmaceutique et d’ingénierie façonneront et matérialiseront progressivement l’environnement de santé numérique prévu.»

AM progresse dans la production clinique

La recherche sur les comprimés imprimés en 3D a progressé à pas de géant ces dernières années et a produit des dispositifs à dosage contrôlé pour traiter diverses maladies.

Des chercheurs de l’University College London, par exemple, ont des comprimés d’opioïdes imprimés en 3D avec des propriétés de résistance à l’alcool et de dissuasion des abus. Grâce à leur projet, l’équipe vise à lutter contre la crise de santé croissante liée à l’abus d’opioïdes causée par la sur-prescription d’analgésiques à haute intensité.

Dans le même ordre d’idées, des scientifiques pakistanais ont mis au point des antibiotiques fabriqués par additifs, conçus pour améliorer les résultats cliniques des patients gravement malades. En modifiant les paramètres de leur imprimante 3D, les chercheurs ont pu contrôler avec précision les niveaux de dosage de leurs dispositifs d’administration de médicaments.

Sur un plan plus commercial, le spécialiste pharmaceutique FabRx commercialise son imprimante 3D M3DIMAKER, spécialement conçue pour fabriquer des comprimés personnalisés. La machine est non seulement capable de créer des profils de dosage spécifiques au patient, mais aussi de produire des «polypills», qui combinent plusieurs médicaments en une seule impression.

Les résultats des scientifiques sont détaillés dans leur article intitulé «Conception numérique automatisée pour des thérapies individualisées imprimées en 3D. »L’étude a été co-écrite par Georgios K. Eleftheriadis, Efthymios Kantarelis, Paraskevi Kyriaki Monou, Eleftherios G. Andriotis, Nikolaos Bouropoulos, Emmanouil K. Tzimtzimis, Dimitrios Tzetzis, Jukka Rantanen et Dimitrios G. Fatouros.

Au cours du projet, l’équipe était basée sur plusieurs sites, notamment l’Université Aristote de Thessalonique, l’Université hellénique internationale, le KTH Royal Institute of Technology, l’Université de Patras, l’Université de Copenhague et ICEHT.

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L’image en vedette montre des graines de cannabis aux côtés d’une bouteille d’huile de CBD. Photo via Pixabay.