Một nhóm nghiên cứu Thụy Điển và Hy Lạp đã tạo ra một thuật toán cho phép các máy tính bảng cannabidiol (CBD) in 3D tùy chỉnh.

Bằng cách sử dụng thiết lập mới của các nhà khoa học, có thể tạo ra 'màng nổi' hoặc viên nang tan chảy, với kích thước, liều lượng và đặc tính giải phóng thuốc được tối ưu hóa cho bệnh nhân. Phương pháp này đã được chứng minh là lý tưởng cho thuốc CBD in 3D trên máy tính để bàn và trong tương lai, nhóm nghiên cứu tin rằng nó có thể cho phép các loại thuốc phù hợp được sản xuất tại địa phương tại các bệnh viện, hiệu thuốc hoặc thậm chí tại nhà bệnh nhân.

Các nhà nghiên cứu viết: “Cứ bảy công dân Mỹ thì có một người sử dụng CBD,“ Những sản phẩm này được bán tự do tại các trạm y tế của Hoa Kỳ và việc phân phối không kiểm soát này tạo điều kiện cho việc lạm dụng. Cá nhân hóa sản phẩm thuốc là một biện pháp tiềm năng để ngăn chặn việc lạm dụng CBD, vì cả liều lượng và cách dùng dự kiến, sẽ được tùy chỉnh cho từng bệnh nhân ”.

Khi máy in 3D để bàn tiếp tục trở nên dễ tiếp cận hơn, số lượng sản phẩm có thể tạo ra với chúng đang tăng lên theo cấp số nhân. Các hệ thống phần lớn dựa trên FFF này có tiềm năng đặc biệt khi sản xuất các loại thuốc tùy chỉnh, có thể được lập trình để nhắm mục tiêu độ tuổi, kích thước, chế độ ăn uống hoặc yêu cầu sống riêng của bệnh nhân.
Tùy thuộc vào mức độ nghiêm trọng của tình trạng của một cá nhân, các loại thuốc được cá nhân hóa thậm chí có thể rất quan trọng đối với cơ hội sống sót của họ, khiến cho việc sản xuất theo yêu cầu có thể điều chỉnh trở nên rất cần thiết. Trong khi đó, trong những trường hợp ít nghiêm trọng hơn, bệnh nhân ở Anh và Mỹ đang ngày càng sử dụng các sản phẩm CBD, được bán trên thị trường như các biện pháp thư giãn ở nồng độ thấp.

Tuy nhiên, những chiếc máy tính bảng này được sản xuất hàng loạt nên hạn chế khả năng tùy biến và giá thành của CBD ở Anh có thể lên tới hơn 100 bảng Anh tùy thuộc vào độ bền. Để làm cho việc sản xuất y tế phân tán trở nên khả thi hơn đối với người dùng hàng ngày, do đó, các nhà khoa học đã phát triển một thuật toán dựa trên AI, tự động tạo ra các thiết kế thuốc dành riêng cho bệnh nhân sẵn sàng in.
Về cơ bản, thuật toán chứng minh khái niệm của các nhà nghiên cứu sử dụng các hàm toán học đơn giản để chuyển đổi các yêu cầu về trọng lượng và liều lượng của một cá nhân thành mô hình 3D cho một máy tính bảng phù hợp. Như một lợi ích bổ sung, phần mềm cũng cung cấp cho người dùng một bộ thông số tối ưu cho mỗi dây tóc và tạo tệp 'cá nục' tương thích với hầu hết các máy.

Điều thú vị là các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng chiều rộng của các thanh 'vật liệu cấu thành' viên nén, dao động mỗi khi vòi phun của máy in đi qua các lớp được lấp đầy không đồng đều. Mặc dù hiện tượng này dẫn đến sự tích tụ của nguyên liệu bổ sung, nhưng nó không ảnh hưởng đến thành phần CBD của mỗi viên, nhưng nó có khả năng cần được điều tra thêm.

Trong mười phút thử nghiệm đầu tiên, hơn 90% viên nén CBD của các nhà khoa học đã được hòa tan.
Trong các thử nghiệm sau đó, các nhà khoa học đã đánh giá hiệu suất của những viên thuốc cần sa của họ trong ống nghiệm, bằng cách cho chúng tiếp xúc với các món ăn chứa đầy tế bào. Kết quả cho thấy rằng các đặc điểm cấu trúc và nồng độ của mỗi viên nang ảnh hưởng đến thời gian phân hủy của nó và trong vòng mười phút, mỗi viên nén đã giải phóng hơn 90% liều lượng đã nêu.

Mặc dù thành công trong các thử nghiệm ban đầu, các nhà nghiên cứu cũng thừa nhận sự cần thiết của một thuật toán chi tiết hơn, bao gồm các thông số khác về tình trạng của bệnh nhân. Tương tự, việc xử lý thông tin cá nhân như vậy trong một thế giới ngày càng có xu hướng bị đánh cắp trực tuyến, thể hiện một sự phức tạp khác đối với mô hình sản xuất phân tán trong tương lai.
Trước những trở ngại tiềm ẩn này, các nhà khoa học tin rằng cách tiếp cận của họ chỉ là bước đầu tiên hướng tới các loại thuốc CBD được cá nhân hóa, nhưng cuối cùng nó có thể giúp giảm lạm dụng và điều trị các bệnh như lo lắng hoặc bệnh Parkinson.
Các nhà nghiên cứu kết luận: “Cách tiếp cận này là một con đường thay thế để thúc đẩy tự động hóa trong sản xuất thuốc được cá nhân hóa cao. “Chúng tôi dự kiến rằng các giải pháp kỹ thuật và nghiên cứu dược phẩm hơn nữa, sẽ dần dần định hình và hiện thực hóa môi trường y tế kỹ thuật số đã thấy trước.”

Nghiên cứu về máy tính bảng in 3D đã có những bước phát triển vượt bậc trong những năm gần đây và mang lại những thiết bị được kiểm soát liều lượng để điều trị nhiều loại bệnh khác nhau.

Chẳng hạn, các nhà nghiên cứu từ Đại học College London đã nghiên cứu ra những viên thuốc phiện in 3D có đặc tính kháng rượu và ngăn chặn lạm dụng. Thông qua dự án của mình, nhóm nhằm chống lại cuộc khủng hoảng sức khỏe do lạm dụng opioid ngày càng tăng do kê đơn quá liều thuốc giảm đau cường độ cao.
Tương tự, các nhà khoa học Pakistan đã phát triển thuốc kháng sinh sản xuất phụ gia , được thiết kế để cải thiện kết quả lâm sàng cho những bệnh nhân bị bệnh nặng. Bằng cách điều chỉnh các thông số của máy in 3D, các nhà nghiên cứu có thể kiểm soát chính xác mức liều lượng của các thiết bị phân phối thuốc của họ.

Ở cấp độ thương mại hơn, chuyên gia dược phẩm FabRx tiếp thị máy in 3D M3DIMAKER , được thiết kế đặc biệt để sản xuất máy tính bảng được cá nhân hóa. Máy không chỉ có khả năng tạo ra các cấu hình liều lượng cụ thể cho từng bệnh nhân mà còn tạo ra các 'polypills', kết hợp nhiều loại thuốc vào một bản in duy nhất