Tartu Ülikoolis viimast aastat doktorantuuris tudeeriv farmatseutilise tehnoloogia noormemlektor Laura Viidik tõi doktoritöö uurimisteemaga esmakordselt Eestisse 3D-prinditavad ravimid ehk printletid.

Varasemalt on Tartu Ülikoolis koostöös Soomes asuva Åbo Akadeemiaga kaitstud üks doktoritöö, mis keskendub ravimite 2D-printimisele. „Minu töö oli jätk sellele, et reaalne printimine ka Tartusse tuua. Seega on üks töö tulemusi ravimite 3D-printimisega alustamine Tartu Ülikoolis,“ sõnab Viidik.

Esmane huvi teadusmaailma vastu tekkis doktorandil proviisoriõppes uurimistööd tehes. „Teadusmaailm tundus hästi põnev, eriti meditsiinivaldkonnas, kus laboris tehtud teoreetilised avastused aitavad ka päriselt patsientide ravimeetodeid paremaks muuta,“ meenutab Viidik. 3D-printimise teema pakkusid talle proviisoriõppes välja juhendajad.

Farmatseutilise tehnoloogia nooremlektori uurimistöö sisulised tulemused on kahe erineva kandursüsteemi „retseptini“ jõudmine, millele on võimalik lisada raviaineid ja siis saadud materjalisegu tabletiks printida. „Ravimkandursüsteem tähendab meetodit, millega raviaine organismi viiakse. See võib olla lahus või kreem, aga printimise puhul räägime enamasti tahketest objektidest,“ selgitab Viidik.

Doktorant on keskendunud uute lihtsamate analüüsimeetodite leidmisele, mille abil hinnata, millised materjalid on printimiseks sobilikud. Viidiku eesmärk on vältida lihtsalt proovimist, vaid leida otsuste algoritm. Selle abil soovib ta polümeeride, lahustite, kontsentratsioonide ja muu taoliste muutujate seas teha nutikamaid valikuid, mis võimaldaks välja selgitada printimiskõlbulikud kooslused.

Miks 3D-prinditud ravimid?

Ühe 3D-prinditud ravimite peamise eelisena toob Viidik välja paindlikkuse ja personaliseerimise võimaluse. Tabletipress, mis on tavapärane ravimite tootmise meetod, toodab tunnis mitukümmend tuhat võimalikult ühesugust tabletti. See aga tähendab, et väiksemas koguses tablettide tootmine võib olla küllaltki kulukas. „Vaja on kasutada paindlikumaid meetodeid: kui „keskmine“ inimene näiteks vajab 100% ravimi annust, mis selles pressitud tabletis on, siis on ka patsiente, kes näiteks vajavad 70% või 120% antud kogusest. Printimisega on väga lihtne seda kogust muuta: 100% annusele vastab näiteks 10 kihti tabletti, 70% siis vastavalt 7 kihti ja 120% 12 kihti. Lisaks ei ole me piiratud ühe silindrikujulise tableti kujuga,“ selgitab Viidik.

Viidik toob välja, et tableti kujust võib sõltuda nii selle manustamise lihtsus kui ka raviaine vabanemise kiirus. Näiteks on üks levinud probleem see, et vanemad inimesed peavad manustama mitmeid ravimeid ja tablettide rohkuse tõttu kipuvad nende võtmist unustama. Kui aga ravimit õigel ajal ja õiges annuses ei võeta, siis ei saa ka soovitud toimet. „Printimist on uuritud ka kui võimalust kombineerida mitu ravimit ühte tabletti. Näiteks südame-veresoonkonna haiguste korral on teadusuuringutes kuni viis erinevat raviainet pandud samasse tabletti kokku,“ sõnab Viidik.

Viidik nendib, et taolise komplekssüsteemini ta küll praegu veel jõudnud ei ole, aga see-eest on tal ette näidata kolm erinevat tabletti. Neist ühel on kaks erinevat raviainet, mis tähendab, et tegemist on justkui kaks-ühes-tabletiga. Teised kaks Viidiku 3D-prinditud tabletti on aga ühe raviainega. Lisaks sellele on Viidik arendanud veel hulganisti test-meetodeid, mille eesmärk on leida lihtsamaid, loogilisemaid või kiiremaid viise, et testida materjali printimiskõlbulikkust.

Printletid = homne reaalsus?

Esimesena võeti 3D-prinditud ravimid kasutusele Ameerika Ühendriikides, mil 2015. aastal esimene 3D-prinditud ravim Spritam sai kohalikult Toidu- ja Ravimiametilt müügiloa. Ühtlasi on see Viidiku sõnul ainus printlet ravim turul. „Arvan, et suure tõenäosusega ei näe me seda, et suur osa tööstusest tulevaid ravimeid oleksid prinditud. Seda lihtsalt ei ole vaja, kuna ka praegused meetodid on piisavalt kiired, odavad ja head ning võimaldavad suurt kogust kiiresti toota,“ nendib Viidik.

Küll aga võiksid tema sõnul 3D-prinditavad ravimid jõuda näiteks haiglatesse ja keerukate patsientide või patsiendirühmadeni. Üheks selliseks rühmaks on näiteks lapsed, kelle puhul tuleb lisaks sobivatele annustele arvestada ka täiendavate faktoritega nende füsioloogias. Näiteks ei pruugi lapsed suuta tablette nii hästi neelata, on palju tundlikumad ravimite ebameeldiva maitse osas jne.

Kuna lapsed moodustavad ravimiturul suure sihtrühma, on valdkonna teadlased ka arutlenud, kas 3D-printimisega tasuks luua lastele meeldivate kujudega tablette. „Siin on minu hinnangul hästi suured eetilised ravimite ohutusega seotud probleemid. Võib-olla ravim ei pea olema kummikaru kujuga, et ta oleks lapsele atraktiivsem. See on küll üks võimalus, aga mina seda pigem ei poolda,“ tõdeb Viidik.

Kuigi 3D-prinditud ravimid võimaldavad luua igale patsiendirühmale täpsemalt sobivaid ravimeid, ei saa sel meetodil luua ravimeid kiiremini, odavamalt ja suuremas mahus. Lisaks nendib Viidik, et igasuguste uute lahendustega kipub tihti juhtuma see, et kasutatav tehnoloogia areneb regulatsioonidest ja seadusandlusest oluliselt kiiremini. „Ravimite valdkonnas tahame, et kõik oleks reguleeritud, kontrollitud ja ohutu. Sellest tulenevalt uurib üks osa teadusuuringuid seda, kas saame 3D-prinditud tablettidele rakendada samu kvaliteediteste nagu n-ö tavalistele tablettidele, või on vaja midagi lisaks,“ kirjeldab Viidik.

3D-printimise kasu laiemalt

Võrreldes ravimitega on laiemalt kasutusse jõudnud erinevad 3D-prinditud anatoomilised mudelid, mida rakendatakse kirurgiliste operatsioonide õppeprotsessis. Lisaks luuakse 3D-printerite toel erinevaid proteese. Näiteks tegutseb Londonis ettevõte FabRx, kes pakub vastavalt kliinilistele vajadustele 3D-prinditud ravimite lahendusi.

3D-prinditud anatoomiliste mudelite vajalikkusest toob Viidik näite ühest 4-aastasest tüdrukust, kes vajas neeru siirdamist. Ehkki isa kui vajalik doonor oli olemas, siis oli arstidel vaja teada, kas täiskasvanud mehe neer mõõtudelt lapsele ka sobib. Selleks skaneeriti nii lapse kui ka isa neerusüsteem ning seejärel prooviti kõigepealt prinditud mudeli abil, kas doonororgan sobib siirdamiseks.

Lisaks kirjeldab Viidik, kuidas on proovitud verd võtta 3D-prinditud käsivarrelt, millel on näha täpne veresoonkonna paiknemine. Praeguseks on loodud ka erinevaid anatoomiliselt täpseid mudeleid, millel saavad õpingute ajal kätt harjutada tulevased arstid.