Weich statt hart, sternförmig statt oval, süß statt bitter. Tabletten aus dem 3D-Drucker können in Konsistenz, Farbe, Form und im Geschmack an die Bedürfnisse der Patienten angepasst werden. „Die Benefits von personalisierten Medikamenten sind gigantisch“, sagt Fabian Loose, Gründer des Start-ups „goatAM“, begeistert. Der 34-Jährige ist gelernter Maschinenbauingenieur und hat seinen Mitgründer Tilmann Spitz im Studium an der TH Köln kennengelernt.
Aus einem Forschungsprojekt heraus, unter anderem mit der Uni Düsseldorf und dem Pharmaunternehmen Merck, gründeten Spitz und Loose im Jahr 2023 ihr Start-up goatAM und nahmen die Erkenntnis mit, dass es mit dem 3D-Druck einen Prozess gibt, bei dem jede einzelne Tablette individuell gestaltet werden kann. Seither arbeiten Loose und Spitz an der Entwicklung eines 3D-Druckers.
Der erste Prototyp von Loose und Spitz – noch ziemlich groß.
Copyright: Laura Hofschlag
„Unser absoluter Traum ist es, dass unsere Maschine direkt in der Apotheke steht. Der Arzt schreibt auf, wie viel Wirkstoff du brauchst. Dann gehst du in der Apotheke vorbei, trinkst da vielleicht einen Kaffee und bekommst nach fünf Minuten perfekt auf dich zugeschnittene Tabletten“, sagt Loose. Der erste Prototyp, der im Rahmen des Uni-Projekts entstand, nimmt eine ganze Ecke des Raumes in Beschlag, ist knapp zwei Meter hoch und einen Meter breit. Die finale Variante soll so klein sein, dass sie problemlos in Apotheken stehen kann.
Medikamente aus 3D-Drucker: Hilfreich in der Kinderheilkunde oder Geriatrie
Vor allem in der Kinderheilkunde können gedruckte Medikamente eine große Hilfe sein. Viele Wirkstoffe gibt es nicht als Saft oder Tropfen, sondern nur in Tablettenform. Doch Kinder finden den Geschmack teils so abscheulich, dass sie die Tabletten nicht schlucken wollen. Auch die Dosierung kann nur aufwendig an das Körpergewicht angepasst werden. Die Tabletten müssen geteilt, geviertelt oder gemörsert werden. „Wir stellen die Dosierung auf das Milligramm genau her“, betont Loose. Und das ist von immenser Bedeutung: „Zum Beispiel in der Onkologie können ein paar Milligramm darüber entscheiden, ob die Therapie wirkt oder ich schlimme Nebenwirkungen habe.“
In der Onkologie können ein paar Milligramm darüber entscheiden, ob die Therapie wirkt oder ich schlimme Nebenwirkungen habe
Die beiden Gründer arbeiten außerdem daran, mehrere Wirkstoffe in einer Tablette zu kombinieren. Beispielhaft erzählt Loose von seiner Großmutter: „Sie nimmt sieben Tabletten am Tag, vergisst davon häufiger welche und nimmt am nächsten Tag dann doppelt so viel. Das ist für die Therapie ein riesiges Problem.“ Die sogenannte Polypille könnte das Tabletten-Wirrwarr beenden.
Personalisierte Medizin orientiert sich an Größe, Alter und Gewicht
Die höchste Form der Personalisierung von Medikamenten greife auf Biomarker-Analysen zurück, so Loose. Eine Biomarker-Analyse misst biologische Merkmale wie Proteine oder Gene in Körperflüssigkeiten oder Gewebe. Sie kommt bislang vor allem in der Onkologie zum Einsatz, weil sie noch vergleichsweise teuer ist. „In Zukunft stellen wir uns Biomarker-Analysen so einfach wie die Durchführung eines Coronaschnelltests vor“, sagt Loose. Personalisierte Medizin basiert jedoch nicht immer auf einer DNA-Untersuchung. Die einfachste Form der Personalisierung orientiert sich zunächst an Größe, Alter und Gewicht des Patienten.
Dennoch liegt für Loose die Zukunft nicht nur in der personalisierten Medizin. „Es wird immer noch Wirkstoffe geben, zum Beispiel Ibuprofen, wo es wirtschaftlich keinen Sinn macht, das Produkt zu personalisieren.“ Die Branche sei sich einig, dass personalisierte Medizin und der 3D-Druck eine Ergänzung zur Massenherstellung von Tabletten sein werden.
Tabletten in der Konsistenz von Gummibärchen
Und wie funktioniert die Technik von goatAM nun? Das Start-up druckt mit sogenannten „Solids“ und „Semi-Solids“. In beiden Fällen wird das Material erhitzt, kommt durch eine kleine Düse raus und wird Schicht für Schicht gedruckt – ähnlich, wie bei einem herkömmlichen 3D-Drucker. „Die größte Stärke des 3D-Drucks ist, dass ich die Größen, die Geometrie und die Kombination frei wählen kann“, sagt Loose. Als Solids gelten die sogenannten Filamente – ein biokompatibles Polymer, in das der Wirkstoff schon vermengt wurde. Die Filamente sind sehr einfach zu lagern, könnten daher in den zentralen Herstellungsorten der Pharmakonzerne hergestellt und problemlos importiert werden.
Links die roten Filamente (Solids) und rechts, in den Spritzen, die gelartige Flüssigkeit (Semi-Solids). Die Beispieltabletten zeigen: Geometrie und Größe sind frei wählbar.
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Druckt man mit den sogenannten Semi-Solids, einer gelartigen Flüssigkeit, entsteht eine Tablette in der Konsistenz eines Gummibärchens. Semi-Solids können vor Ort hergestellt werden und sind besonders für den Anfang interessant. Die Gel-Wirkstoff-Mischung wird in eine Spritze eingefüllt und direkt in den 3D-Drucker eingelegt.
Medikamentenherstellung: 3D-Drucker soll Hauptarbeit übernehmen
Auch Thomas Preis, Vorsitzender des Apothekerverband Nordrhein sieht in der Technik einen Fortschritt. „Gerade für Babys, Kleinkinder oder Krebspatienten, die präzise Dosierungen benötigen, wäre das eine riesige Hilfe“, sagt er. Dennoch sei der flächendeckende Einzug in die Vor-Ort-Apotheke noch Zukunftsmusik. „Die Einführung wäre mit hohem Arbeits- und Kostenaufwand verbunden“, sagt Preis.
Nach der Vorstellung von goatAM sollen die Maschinen so einfach aufgebaut sein, dass Apotheker keine Schulung im Umgang mit dem 3D-Drucker benötigen. „Unser Ziel ist es, dass der Apotheker das Material einsetzt, schaut, ob die Wirkstoffe kompatibel miteinander sind und dann Play drückt“, erklärt er. Dass die Maschine die Hauptarbeit übernehmen soll, unterscheidet das Start-up von seiner Konkurrenz. Nach Angaben von Loose gibt es in Europa nur vier weitere Firmen, die am 3D-Druck forschen. Die Technik, die es auf dem Markt gibt, sei komplizierter und laut Loose eher für die Anwendung im Labor gedacht.
Start-up will Drucker Ende November auf einer Messe vorstellen
Das Start-up will auf einen modularen Ansatz setzen und den Drucker an die Bedürfnisse der Apotheke anpassen. Es sei daher schwer, einen festen Preis zu nennen. Um diese hohen Anschaffungskosten zu vermeiden, schwebt Loose und Spitz unter anderem ein Leasingmodell vor. Am liebsten wäre ihnen ein sogenanntes Pay-per-Pill-Modell. „Wir stellen die Maschine gratis zur Verfügung und bekommen pro gedruckte Tablette einen Centbetrag“, sagt er.
GoatAM will sein Drucksystem diesen Monat auf der Medica, eine der weltweit führenden Messen in Medizintechnik, vorstellen. „Bis dahin müssen wir die Maschine noch fertig bauen. Wir sind jetzt konzeptionell so weit, dass wir mit dem Aufbau und ersten Tests beginnen können“, sagt Loose. Von der Messe aus gehen dann erste Drucker an Pilotkunden im nahen Ausland. Dort können sie sich in ersten klinischen Studien beweisen. Im Frühjahr 2027 soll die Technik dann kommerziell erhältlich sein. „Ich freue mich auf die Zeit, die jetzt kommt. Das, woran wir jahrelang getüftelt haben, kommt jetzt zum Leben“, freut sich Loose.