Das Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik (IST) und das Zentrum für Pharmaverfahrenstechnik (PVZ) unterstützen die Technische Universität Braunschweig beim Aufbau des Translationslabors "Pharma- und Medizintechnikproduktion" als Teil des neuen niedersächsischen Leistungszentrums "Medizin und Pharmatechnologie". Es entsteht eine gemeinsam nutzbare Infrastruktur für die individualisierte Arzneimittelproduktion mit dem Ziel, Forschungsergebnisse und Innovationen gemeinsam noch schneller in die Anwendung zu bringen sowie Partner als Innovationslotsen zu begleiten.
Individuelle Arzneimittel sind ein wichtiger Baustein in der patientenzentrierten Medizin. Ein Ziel der Forschung ist es, Tabletten oder Kapseln so zu gestalten, dass sie in kleinen Stückzahlen flexibel, d. h. individualisiert für eine Patientin oder einen Patienten hergestellt werden können. Dies bringt hohe Anforderungen an die Herstellung mit sich. Verfahrens- und Fertigungstechnik aus Braunschweig soll dabei künftig eine wichtige Rolle spielen und mit der Expertise aus der Pharmazie kombiniert werden.
Dank dieser Innovationen werden neuartige Arzneiformen möglich. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler können z. B. Eigenschaften wie die Haftung an Maschinenoberflächen steuern, so kann auf die Verwendung von Trennmitteln in der Arzneimittel-Herstellung verzichtet werden, was die Eigenschaften des Produkts verbessert. Zudem lassen sich durch eine Modifizierung der Oberfläche mit einem "kalten" Plasma die Fließfähigkeit von Pulvern verbessern und Barriereschichten erzeugen. Auch das führt zu neuen Möglichkeiten - zum Beispiel die Kombination mehrerer Wirkstoffe in einer Tablette, die sonst nicht miteinander kompatibel wären.
Das Fraunhofer-IST wird in Kooperation mit dem PVZ auch neue Verfahren wie den 3D-Druck in Kombination mit innovativen Plasmasystemen und neuen Oberflächenbeschichtungen erforschen. Diese sollen Teil einer neuen modularen Prozesskette zur Herstellung von solchen individualisierten Arzneiformen werden. Die Fraunhofer- und TU Braunschweig-Wissenschaftler:innen gehen davon aus, dass diese Forschungen auch Verbesserungen und Innovationsimpulse für die Massenproduktion mit sich bringen.
Mit dem neuen Translationslabor, das kontinuierlich weiter ausgebaut werden soll, bauen die TU Braunschweig und die Fraunhofer-Gesellschaft ihre Kooperation am Standort weiter aus. Gemeinsam mit Geschäftspartnern aus der Industrie und Zivilgesellschaft sollen neue Produktionstechnologien in die Anwendung überführt werden. Interessierten Firmen wird so der Einstieg in die partnerschaftliche Technologie- und Prozessentwicklung in diesem Zukunftsmarkt erleichtert. Darüber hinaus soll durch Ausbildungskonzepte der Wissenstransfer in die industrielle Praxis unterstützt werden. Ein solches Translationslabor für die individualisierte Herstellung von Arzneimitteln existiert bisher nicht in Deutschland.
"Dies ist ein wichtiger Schritt für den systematischen Ausbau unserer Kompetenz im Bereich der Pharmaproduktion und der Intensivierung der regionalen Kooperation mit dem PVZ", sagt Prof. Dr. Michael Thomas, Abteilungsleiter am Fraunhofer-IST und Mitglied des PVZ. In seiner Abteilung werden neuartige, bei Atmosphärendruck arbeitende Plasmasysteme und funktionelle Oberflächen entwickelt und in Prozesse integriert.
"Diese Plasmasysteme können sehr gut miniaturisiert und in Prozessketten eingebaut werden", erklärt Dr. Kristina Lachmann, Gruppenleiterin Atmosphärendruck-Plasmaverfahren und Oberflächenchemie am Fraunhofer IST, "Dadurch können im Produktionsprozess in-situ Funktionen wie z. B. die Haftung gesteuert oder Barriereschichten erzeugt und damit eine individualisierte Herstellung erreicht werden".
Für die Zukunft sind verstärkte Forschungen in der Digitalisierung und Überwachung der Prozesse sowie Erweiterungen der Entwicklung neuartiger Verpackungskonzepte geplant - alles vor dem Hintergrund, Prozesse transparent und nachvollziehbar zu halten: So soll die Qualität jeder einzelnen, individuellen Arzneiform sicher nachgewiesen, dokumentiert und bis zur Einnahme nachverfolgt werden können.