Das eine ist eine Art Reaktor, das andere ein besonderer 3D-Drucker. Und mit beiden Geräten wollen die Forscher Peter Seeberger, Direktor am Max-Planck-Instituts für Kolloid- und Grenzflächenforschung in Potsdam, und Julian Quodbach vom Institut für Pharmazeutische Technologie und Biopharmazie der Heinrich Heine Universität (HHU) in Düsseldorf die Medikamentenherstellung revolutionieren.
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Medikamente aus einem kleinen Reaktor - wie geht das?
Das eine Gerät ist etwas größer als ein Kühlschrank und die Erfindung von Peter Seeberger und seinem Team. Die Funktionsweise ist einfach: Man gibt zwei Chemikalien in den Apparat und wartet ab, was passiert. Peter Seeberger erklärt das so: "Mit einem oder zwei Ausgangsmaterialien wird begonnen. Wir geben die in zwei Gefäße. An diese Gefäße sind Schläuche angeschlossen und Pumpen. Diese Pumpen bringen dann aus den Vorratsgefäßen die Chemikalien zusammen. Und in dem Moment, in denen die Chemikalien gemischt werden, führt das zu einer Reaktion". Der Stoff, der bei der chemischen Reaktion entsteht, wandert dann auf einer Drehscheibe zur nächsten Chemikalie und reagiert dort weiter. Die Reaktionen werden solange fortgeführt, bis der passende Wirkstoff herauskommt. Unerwünschte Nebenprodukte werden vom Apparat gleich abgetrennt.
Nicht alle Medikamente lassen sich so herstellen, aber viele
Nicht alle Medikamente lassen sich auf diese Art herstellen. Für manche Arzneimittel sind zu exotische Ausgangsstoffe nötig. Aber die meisten Medikamente werden aus nur rund 12 verschiedenen Chemikalien hergestellt. Von den 200 weltweit wichtigsten Wirkstoffen könnten etwa 150 mit dem Automaten erzeugt werden, sagt Peter Seeberger.
Apparat auch aus der Ferne ansteuerbar
Ein weiterer Vorteil von Seebergers Erfindung ist: Sie funktioniert auch ferngesteuert.
"Wir haben das gezeigt, als wir das Kollegen in den USA vorgestellt haben. Da hatten wir ein iPad dabei und haben das angesteuert. Und in diesem Moment wurde dann in Potsdam hier in Deutschland die Reaktion durchgeführt. Die amerikanischen Kollegen konnten sich die Analyse anschauen in Echtzeit in den USA." Peter Seeberger, Direktor am Max-Planck-Instituts für Kolloid- und Grenzflächenforschung in Potsdam
So kann die Medikamentenherstellung auch in entlegenen Gebieten, abgestimmt auf die individuellen Bedürfnisse, angesteuert werden. Hinsichtlich der Herstellung von Wirkstoffen gegen Malaria und Krebs und auch gegen Viren hat Seeberger seinen Apparat schon ausprobiert.
Ein 3D-Drucker zur Medikamentenherstellung
Sind die Wirkstoffe dann einmal hergestellt, kommt die Innovation von Julian Quodbach, Mitarbeiter am Institut für Pharmazeutische Technologie und Biopharmazie an der Universität Düsseldorf, und einem Team der Technischen Hochschule Köln ins Spiel. Sie erproben mittels 3D-Druck ein neues Verfahren, um die Wirkstoffe zu Tabletten zu verarbeiten: Beim 3D-Druck wird der Medikamentenwirkstoff in eine Masse gemischt. Dieses Breigemisch wird dann schichtweise übereinander auf einer Oberfläche abgesetzt, bis die Tablette fertig ist.
Vorteile der Tablettenherstellung via 3D-Drucker
Auch hier liegt der Vorteil ähnlich wie bei Seebergers Erfindung: Eine unabhängige Herstellung von Arzneimitteln, die individuell verschieden portioniert werden kann.
"3D-Druck bietet sich gerade in Bereichen an, in denen geringe Stückzahlen hergestellt werden müssen, wie zum Beispiel bei individuellen Dosierungen für Patienten. Das geht mit den traditionellen Herstellungsmethoden, großen Tablettenpressen, die 100.000 Tabletten in der Stunde herstellen, nicht ökonomisch." Julian Quodbach, Mitarbeiter am Institut für Pharmazeutische Technologie und Biopharmazie, Universität Düsseldorf
3D-Drucker zur Herstellung individuell portionierter Tabletten.
3D-Drucker: Tablettenherstellung für Studien wichtig
Auch Quodbach und sein Team haben den 3D-Drucker schon mit realen Wirkstoffen mit Erfolg getestet. Es gibt aber noch viele Details zu lösen. Zum Beispiel: Wie bekomme ich den Drucker wieder restlos sauber, wenn ich ein anderes Medikament drucken will? Trotzdem ist Quodbach zuversichtlich, dass die mittels 3D-Drucker produzierten Tabletten schon bald in manchen Bereichen Verwendung finden dürften.
"Wenn man an klinische Studien denkt, wo man neue Wirkstoffe testet, dann braucht man eine große Anzahl unterschiedlicher Dosisstärken in kleinsten Mengen, die den Probanden gegeben werden. Dafür eignet sich der 3D-Druck sehr gut. Das kann in den nächsten Jahren Realität werden." Julian Quodbach, Mitarbeiter am Institut für Pharmazeutische Technologie und Biopharmazie, Universität Düsseldorf
Wann die ersten "gedruckten" Tabletten allerdings in der Apotheke landen, das ist nach Ansicht Quodbachs erst Ende dieses Jahrzehntes absehbar. Auch der Automat des Potsdamer Forschers Seeberger ist erst ein Prototyp. Es wird noch dauern, bis er die Medikamentenherstellung tatsächlich revolutioniert. Aber vielversprechend sind beide Innovationen allemal.