Laboratori di stampa 3D: comincia l'epoca della progettazione di medicine fai-da-te

Nuove tecniche nella (tecnologia di) stampa 3D semplificano la produzione di farmaci, consentendo l’home-design e la sintesi di prodotti farmaceutici.

di Nikki Olson1

Il lato scientifico

Il professor Lee Cronin (titolare della Cattedra di Chimica presso l'Università di Glasgow) ed il suo team, hanno costruito quello che essi chiamano un "reactionware", ovvero "speciali contenitori per reazioni chimiche fatti di gel polimerico".

Questi contenitori si distinguono da quelli di laboratorio, quali ad esempio i becher, perché, oltre ad essere contenitori per reazioni chimiche, fanno parte essi stessi della reazione. I prodotti chimici sono semplicemente aggiunti al gel polimerico e stampati in 3D sulla matrice. Ad esempio, materiali come il carbonio possono essere stampati su un contenitore-matrice per rendere la camera stessa conduttiva. Camere più sofisticate potrebbero contenere dedali di componenti chimici in sequenza, creando singole unità che fungono da camera di reazione multistadio.

Contenitori sui quali sono state impiantate delle sostanze chimiche per provocare una reazione, sono stati utilizzati a lungo, e su larga scala, nell’ingegneria chimica. La tecnologia di stampa 3D rende queste tecnologie possibili a livello di laboratorio, e consente altrettanto bene agli scienziati di sperimentare con maggiore facilità le tecniche della camera di reazione. Tale sperimentazione, sostiene Cronin, porterà inevitabilmente al perfezionamento dei processi di camera, nonché a nuovi sistemi per poterli utilizzare nella produzione. Inoltre, la tecnologia della camera di reazione permetterà la produzione di composti che precedentemente dovevano necessariamente essere sintetizzati. Ad esempio, Cronin ed il suo team hanno usato “reactionwear” per la sintesi del C₂₁H₁₇BrN_2O, composto organico eterociclico precedentemente non registrato.

Cronin scrive: "E', per noi chimici, un nuovo modo di pensare, che ci offre lo specifico controllo sulle reazioni, perché permette il continuo perfezionamento del progetto dei nostri contenitori, secondo la nostra volontà".

Le implicazioni

“Reactionware” comporta un gran numero di implicazioni per i ricercatori e le imprese, compresa la possibilità di creare nuovi prodotti industriali, come detersivi e pigmenti. “Reactionware” apre la porta, inoltre, a prodotti chimici personalizzati, come ad esempio i farmaci, che potrebbero prevedere la stampa-su-richiesta delle prescrizioni, fatte a misura delle esigenze individuali.


Cronin ed il suo team immaginano il giorno in cui la produzione di prodotti farmaceutici, per il consumatore medio, potrebbe essere costituita da una semplice stampa effettuata su una camera polimerica, utilizzando un "inchiostro" in commercio (soluzione polimerica mescolata con altre sostanze chimiche), e poi immettendo la susseguente matrice in un forno a microonde, per la produzione del farmaco.

Cronin così continua: "Forse, con l'introduzione di software, “apps” attentamente controllate, simili a quelle disponibili su Apple, i consumatori potrebbero avere accesso ad un personal-designer di medicine, che potrebbero utilizzare in casa per creare il farmaco di cui hanno bisogno”.2

Ma l'implicazione più significativa di “reactionware” è la semplificazione che induce sia nell’attività di laboratorio, che nel processo di creazione -- in particolare per gli individui che agiscono al di fuori dell'industria. Utilizzando la tecnologia di stampa 3D ed un software CAD, possono essere creati dei laboratori semplificati e miniaturizzati, e la creazione chimica diventa così più accessibile a quanti si trovano al di fuori dei laboratori formali. Uno degli utilizzi di maggior interesse è la progettazione e la produzione di farmaci diretti allo specifico individuo.

La creazione di files CAD predisposti, consentirà a persone senza conoscenze specialistiche di effettuare la stampa su un “reactionware” progettato appositamente per la creazione dei farmaci. L'individuo potrebbe seguire delle semplici istruzioni, che potrebbero comportare l'aggiunta di sostanze chimiche di facile accesso, oppure l'uso di elettrodi personalizzati, nonché di procedure di distillazione semplici e sicure. La possibilità di semplificare la creazione di farmaci per non-esperti, ovvero per persone prive di competenze di laboratorio, crea un nuovo tipo di accessibilità alla creazione chimica.


Per gli appassionati del fai-da-te (DIY), questa tecnologia apre la porta alla sintesi personale di farmaci per il trattamento delle malattie, così come alla sperimentazione ed alla creazione di nuovi farmaci aventi questo scopo, adattati inoltre ai desideri individuali.

Le preoccupazioni riguardanti la sicurezza

Oltre alla possibilità di malfunzionamento del software e/o dell’hardware, così come per eventuali lesioni derivanti dall’uso sbagliato di prodotti chimici pericolosi etc., la produzione di farmaci fai-da-te comporta una sfida all'efficacia del sistema medico nella sua risposta alle complicazioni dei farmaci

Laboratori farmaceutici fatti in casa esistono già da molto tempo, però sia la produzione che il consumo erano centrati su farmaci precedentemente sintetizzati e molto ben compresi. La loro uniformità e coerenza hanno permesso alla comunità medica di essere efficace nel trattamento di pazienti con complicanze derivate da decisioni personali riguardo i farmaci. L’abbattimento delle barriere alla progettazione ed alla produzione di farmaci, presenterà inevitabilmente nuove sfide alla professione medica. I problemi inerenti il sistema sanitario somigliano a quelli del turismo medico, dove i medici devono gestire il risultato di un trattamento, che però hanno poco compreso, e per il quale non esiste un protocollo standard, oppure una medicina a portata di mano.


Il regolamento

L'utilizzo della tecnologia 3D per l’assistenza nella produzione dei farmaci, sarà quasi impossibile da regolare. La maggior parte dei prodotti chimici necessari per i farmaci nootropi 3 sono già di facile accesso, ed il software di progettazione, così come le capacità uniche del “reactionware”, renderà più facile la creazione di medicinali equivalenti4 a quelli già classificati.

L’affinamento dei processi per la sintesi dei farmaci tramite “reactionware”, faciliterà la creazione di nuovi composti aventi le stesse caratteristiche delle sostanze già classificate, ed eviterà la necessità di dotarsi di quelle di più difficile accessibilità. Inoltre, normative come la "Combat Methamphetamine Act of 2005" (una Legge che disciplina l'acquisto di pseudoefedrina), diventeranno meno efficaci nel prevenire la produzione di sostanze illecite, poiché i consumatori di tali sostanze sarebbero sempre più in grado di crearsele essi stessi, tramite il semplice acquisto di piccole quantità di precursori.

Anche i tentativi di regolamentare la condivisione dei progetti e delle istruzioni CAD saranno inefficaci. Le agenzie governative potrebbero tentare di costringere, gli hubs centrali per la condivisione dei disegni e delle istruzioni CAD, a fermarsi. Tuttavia, lo scambio di questo tipo di informazioni potrebbe facilmente avvenire nelle reti anonime P2P, usando valute decentrate come Bitcoin5 (metodi usati da Silkroad, hub per l’acquisto online di droga). Inoltre, lo stesso hardware di stampa non richiede componenti speciali, ed è facile da ottenere. Cronin ed il suo team, ad esempio, stanno utilizzando una versione modificata, disponibile in commercio, della stampante 3D.

L’atteggiamento prevalente

E' facile a questo punto individuare le potenzialità negative, e sottolineare che questa tecnologia sarà certamente un incubo per le comunità mediche e per le forze dell’ordine, ed aggraverà inoltre le dipendenze, causando patologie irreversibili e lesioni gravi. Ma ci sono anche notevoli implicazioni positive. Nel regno dei farmaci nootropi, le persone potranno accedere più facilmente a quei composti che migliorano il loro soggettivo benessere e le loro soggettive prestazioni, e potranno personalizzare, migliorare e creare nuovi composti utili a tale scopo.

Per coloro che sono entusiasti di abbracciare l'era dei nootropi fai-da-te, l'invenzione di Cronin e del suo team può indicare la necessità di raccogliere la sfida dell’ulteriore conoscenza della salute, della medicina, etc., in modo da sfruttare in modo efficace le nuove opportunità create da questa tecnologia. Si tratta dell’atteggiamento (nel senso di predisposizione mentale) che in generale è prevalente nelle comunità fai-da-te, che sottolineano lo studio auto-diretto e l’apprendimento continuo, al fine del miglioramento personale. E' difficile prevedere quanti saranno influenzati dall'innovazione di  Cronin, per gli scopi descritti in questo articolo -- per la maggior parte, i farmaci fai-da-te saranno considerati alla stregua di un'attività altamente pericolosa, ed a ragione. Tuttavia, sembra chiaro che l’efficace utilizzo di “reactionware” potrebbe portare ad un notevole miglioramento del proprio funzionamento biologico e dell'esperienza soggettiva.


_{Traduzione di Franco per Il Portico Dipinto}

• 1. 3D Printing Laboratories: The Age of DIY Designer Drugs Begins: http://ieet.org/index.php/IEET/more/olson20120426
• 2. 'DIY drugstores' in development by Glasgow University researchers: http://www.bbc.co.uk/news/uk-scotland-17735988
• 3. Smart drugs: http://it.wikipedia.org/wiki/Nootropo
• 4. Functional Analog: http://en.wikipedia.org/wiki/Functional_analog
• 5. Bitcoin, una moneta digitale anonima e decentralizzata: http://ilporticodipinto.it/bitcoin