 |  | Rolf Daniels |
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19.02.2023 08:00 Uhr |
Alternativ zum 3-D-Druck können Arzneiformen auch in einem sogenannten zweidimensionalen (2-D) Druckverfahren hergestellt werden. Dies ist technisch etwas weniger herausfordernd.
Beim 2-D-Druck wird zunächst eine wirkstoffhaltige Tinte hergestellt, die neben einem flüchtigen Lösungsmittel wie Ethanol häufig noch einen viskositätserhöhenden Zusatz enthält. Die wirkstoffhaltige Drucktinte wird mit einem geeigneten Tintenstrahldrucker auf einen vorgefertigten essbaren Polymerfilm, zum Beispiel aus Stärke oder Cellulosederivaten, oder ein anderes Substrat, beispielsweise ein Implantat, aufgetragen (Abbildung 3).
Abbildung 3: Ablauf der Herstellung von Arzneiformen mittels 2-D-Inkjet-Druck / Foto: PZ/Stephan Spitzer
Über das am Computer generierte Druckmuster kann die aufgetragene Wirkstoffmenge bestimmt werden. Reicht eine Bedruckung in einfacher Schicht nicht aus, können auch mehrere Schichten, nach jeweiliger Zwischentrocknung der einzelnen Schichten, übereinander gedruckt werden. Die maximal erzielbare Wirkstoffbeladung liegt typischerweise bei < 1mg/cm², also deutlich niedriger als beim 3-D-Druck. Damit ist diese Technologie insbesondere für niedrig dosierte Arzneistoffe geeignet.
Der bedruckte arzneistoffhaltige Film kann als Schmelzfilm (orodispersibler Film) im Mund appliziert oder zusammengerollt in eine Steckkapsel verpackt und so eingenommen werden. Der orodispersible Film ist eine besonders attraktive Applikationsform für Patienten mit Dysphagie, Säuglinge und kleine Kinder.
Bei der Gestaltung des Druckdesigns sind der Fantasie kaum Grenzen gesetzt. Die »Wirkstofftinte« kann zum Beispiel vollflächig, zentriert, punktförmig oder in Streifen aufgebracht werden. Zudem kann man den Druck gleich für eine Serialisierung, die eine Rückverfolgung erlaubt, das Aufbringen eines Bar- oder QR-Codes sowie eines Identdrucks nutzen, um eine eindeutige Zuordnung des produzierten Arzneimittels zu ermöglichen.
An den Trägerfilm (Substrat) sind, ähnlich wie bei speziellen Druckerpapieren für Tintenstrahldrucker, besondere Anforderungen zu stellen. Selbstverständlich darf die Drucktinte ihn nicht anlösen. Drucktinte und Substrat müssen aufeinander abgestimmt sein. Außerdem muss die Drucktinte rasch aufgenommen werden, ohne zu verschmieren. Hierzu sind vielfältige Lösungsansätze publiziert und zum Teil auch patentiert worden.
Rein technisch gesehen sind handelsübliche Tintenstrahldrucker geeignet, um 2-D-gedruckte Arzneiformen herzustellen. Für die Arzneimittelherstellung ist allerdings ein spezieller Pharma-geeigneter Drucker nötig. Dieser muss unter anderem sicherstellen, dass die Drucktinte keine Kunststoffadditive, zum Beispiel aus der Druckerpatrone, herauslöst.
Die Zusammensetzung der Drucktinte kann die im Tintenstrahldrucker erzeugte Tropfengröße beeinflussen. Infolgedessen muss für jede Drucktinte individuell ermittelt werden, welches Druckmuster geeignet ist, um eine bestimmte Wirkstoffkonzentration pro Druckfläche zu erzielen.
Auch der 2-D-Druck ermöglicht die Verarbeitung mehrerer Arzneistoffe zu einer Arzneiform. Hierzu werden die wirkstoffhaltigen Tinten neben- oder übereinander appliziert.
Extrusion
Beim Extrudieren werden feste bis zähflüssige Massen, zum Beispiel geschmolzene Kunststoffe, meist mittels einer Förderschnecke unter hohem Druck und häufig auch bei hoher Temperatur kontinuierlich durch eine formgebende Düse gepresst.
Infill
Als Infill bezeichnet man den Teil eines 3-D-gedruckten Objektes, der unabhängig von der äußeren Gestalt das Innenvolumen in frei wählbarer Geometrie und Materialdichte ausfüllt. Bei einem Infill von 0 Prozent ist das gedruckte Objekt hohl, bei 100 Prozent vollständig ausgefüllt.
Sintern
Sintern ist ein Verfahren zur Herstellung oder Veränderung von (Werk-)Stoffen. Dabei werden feinkörnige, polymere, keramische oder metallische Stoffe erhitzt, wobei die Temperaturen unterhalb der Schmelztemperatur der Hauptkomponenten bleiben, sodass die Gestalt (Form) des Werkstücks erhalten bleibt.
