The Chronotopic™ System for Pulsatile and Colonic Delivery of Active Molecules in the Era of Precision Medicine: Feasibility by 3D Printing via Fused Deposition Modeling (FDM)
Alice Melocchi,
Marco Uboldi,
Francesco Briatico-Vangosa,
Saliha Moutaharrik,
Matteo Cerea,
Anastasia Foppoli,
Alessandra Maroni,
Luca Palugan,
Lucia Zema,
Andrea Gazzaniga
Affiliations
Alice Melocchi
Sezione di Tecnologia e Legislazione Farmaceutiche “M. E. Sangalli”, Dipartimento di Scienze Farmaceutiche, Università degli Studi di Milano, 20133 Milan, Italy
Marco Uboldi
Sezione di Tecnologia e Legislazione Farmaceutiche “M. E. Sangalli”, Dipartimento di Scienze Farmaceutiche, Università degli Studi di Milano, 20133 Milan, Italy
Francesco Briatico-Vangosa
Dipartimento di Chimica, Materiali e Ingegneria Chimica “G. Natta”, Politecnico di Milano, Piazza Leonardo da Vinci 32, 20133 Milan, Italy
Saliha Moutaharrik
Sezione di Tecnologia e Legislazione Farmaceutiche “M. E. Sangalli”, Dipartimento di Scienze Farmaceutiche, Università degli Studi di Milano, 20133 Milan, Italy
Matteo Cerea
Sezione di Tecnologia e Legislazione Farmaceutiche “M. E. Sangalli”, Dipartimento di Scienze Farmaceutiche, Università degli Studi di Milano, 20133 Milan, Italy
Anastasia Foppoli
Sezione di Tecnologia e Legislazione Farmaceutiche “M. E. Sangalli”, Dipartimento di Scienze Farmaceutiche, Università degli Studi di Milano, 20133 Milan, Italy
Alessandra Maroni
Sezione di Tecnologia e Legislazione Farmaceutiche “M. E. Sangalli”, Dipartimento di Scienze Farmaceutiche, Università degli Studi di Milano, 20133 Milan, Italy
Luca Palugan
Sezione di Tecnologia e Legislazione Farmaceutiche “M. E. Sangalli”, Dipartimento di Scienze Farmaceutiche, Università degli Studi di Milano, 20133 Milan, Italy
Lucia Zema
Sezione di Tecnologia e Legislazione Farmaceutiche “M. E. Sangalli”, Dipartimento di Scienze Farmaceutiche, Università degli Studi di Milano, 20133 Milan, Italy
Andrea Gazzaniga
Sezione di Tecnologia e Legislazione Farmaceutiche “M. E. Sangalli”, Dipartimento di Scienze Farmaceutiche, Università degli Studi di Milano, 20133 Milan, Italy
The pulsatile-release Chronotopic™ system was conceived of as a drug-containing core surrounded by a coat made of swellable/soluble hydrophilic polymers, the latter being able to provide a programmable lag phase prior to drug liberation. This system was also proposed in a colon-targeting configuration, entailing a gastroresistant film to prevent early interaction of the inner coat with gastric fluids and enabling the attainment of a lag phase matching the small intestinal transit time. Over the years, various multiple-step manufacturing processes have been tested for the fabrication of the Chronotopic™ system in both its configurations. This work focused on the evaluation of 3D printing by fused deposition modeling in view of its potential towards product personalization, on demand one-step manufacturing and efficient scale down of batches. The feasibility of each part of the Chronotopic™ system was independently investigated starting from in-house made filaments, characterizing the resulting specimens for physico-technological and performance characteristics. The printing parameters identified as suitable during the set-up phase were then used to fabricate prototypes either in a single step for the pulsatile configuration or following two different fabrication approaches for the colon-targeting one.