Mini-reactoren uit de 3D-printer maken medicijnen

Medicijnen die maar een handjevol mensen op de wereld nodig hebben kosten vaak veel geld. Ook zijn sommige interessante medicijnen niet stabiel als je ze produceert op grote schaal: ze vallen uit elkaar of reageren met licht of zuurstof in de lucht. We moeten dus een andere manier vinden om deze medicijnen snel en goedkoop op een kleinere schaal te maken. Dat is precies wat hoogleraar chemie Lee Cronin en zijn collega’s van de Universiteit van Glasgow voor elkaar hebben gekregen, met behulp van een 3D-printer.

Om een medicijn te maken heb je meestal verschillende reactoren en andere apparatuur nodig. De moleculen moeten vaak verschillende reacties ondergaan en daarna ook gezuiverd worden. Dit maakt het lastig om een compact systeem te ontwerpen dat in een keer het gewenste product afgeeft. Maar Cronin heeft een manier gevonden om dit toch voor elkaar te krijgen.

Plastic reactoren

Met een 3D-printer maken de onderzoekers kleine plastic reactoren, gemaakt van polypropyleen. Hoe deze reactoren eruit komen te zien bepaalt een computermodel. “Wij stoppen de gegevens over een bepaalde reactie in het model en de computer kijkt welke reactoren het beste zouden passen”, legt Cronin per e-mail uit. In totaal heeft het model achttien reactoren tot zijn beschikking. Als de computer de optimale reactor of combinatie van reactoren heeft bepaald, print hij het systeem.

Om het idee te testen probeerden de onderzoekers hun model uit met de productie van baclofen, een spierverslapper. Uiteindelijk rolde hier een systeem van vijf reactoren uit, die aan elkaar vast zaten met kleine slangetjes. Filters scheiden het product van de bijproducten. “Al deze reactoren vormden samen een soort cartridge van nog geen tien centimeter lang en zeven centimeter breed”, vertelt Cronin. “En het leverde een mooie hoeveelheid baclofen op.”

In een reactor

Het liefst zouden de onderzoekers alle stappen samen laten komen in één zo’n plastic reactor, maar dat blijkt vaak nog lastig. Vooral het zuiveren kan vaak niet in dezelfde reactor. Maar toch denkt Cronin dat zijn systeem veel winst oplevert: “Het is een stuk kleiner, veiliger en goedkoper. Je moet wel een 3D-printer aanschaffen, maar dan kun je een hele hoop mini-fabrieken maken. Bovendien biedt de kleine schaal veel mogelijkheden voor persoonlijke medicijnen.”

Hoogleraar biotechnologie Gert-Jan Euverink van de Universiteit van Groningen noemt het werk van Cronin veelbelovend: “Je kunt veel sneller nieuwe reactoren ontwerpen met een 3D-printer dan van glas of staal. Met dit soort technieken zal de doorstroming van processen op het lab naar processen op productieschaal veel sneller gaan.” Wel ziet hij ook nadelen aan het makkelijke proces: “Het maken van drugs of andere giftige stoffen maak je op deze manier ook gemakkelijker.”

Nog niet alles

Helaas is het nog niet mogelijk om alle medicijnen met dit systeem te produceren. “Sommige chemicaliën reageren met het plastic van de reactor”, zegt Cronin. De onderzoekers kijken daarom nu naar eventueel andere soorten plastics of polymeren die meer bestand zijn tegen de reactieomstandigheden. Euverink ziet nog een andere mogelijkheid: “Als je met de 3D-printer metaal zou kunnen printen, kun je dit systeem nog breder toepassen.”