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從制藥的角度看3D打印對(duì)

發(fā)布時(shí)間：2022-09-16 14:04:00瀏覽：7229點(diǎn)贊：

3D打印在藥物制造中的應(yīng)用潛力是快速

、靈活的進(jìn)行按需定制化生產(chǎn)，但藥物制造對(duì)于定制化的需求并非是實(shí)現(xiàn)定制化的外觀那么簡(jiǎn)單

，而是從藥品功能上實(shí)現(xiàn)定制化，具體來(lái)說(shuō)是按需制造具有不同劑量

、物理特性或釋放曲線的藥物

。

那么，基于3D打印的制藥技術(shù)對(duì)普通患者和現(xiàn)有的制藥方式

、治療方式可能產(chǎn)生哪些影響呢

？美國(guó)圣約翰大學(xué)（Saint John’s University）工業(yè)藥劑學(xué)教授Abu Serajuddin博士基于他所從事的藥物3D打印研究，對(duì)3D打印藥物定制在個(gè)性化醫(yī)療中發(fā)揮的作用談了幾點(diǎn)看法

。本期

，我們結(jié)合Abu Serajuddin博士從事的相關(guān)研究工作和觀點(diǎn)，從藥物定制的角度來(lái)了解3D打印在個(gè)性化醫(yī)療中的價(jià)值

。

為什么“個(gè)性化醫(yī)療”很重要

？

Serajuddin博士表示，人與人之間存在個(gè)體差異

，比如說(shuō)即使是得了同種疾病的兩個(gè)不同患者

，對(duì)治療藥物都可能存在不同的需求，或者是對(duì)劑量的需求有所不同

。而個(gè)性化藥物則能夠根據(jù)患者個(gè)體需要或患者的遺傳結(jié)構(gòu)以及健康狀況進(jìn)行個(gè)性化治療

。

在制藥中怎樣應(yīng)用3D打印技術(shù)？

St. John’s 大學(xué)正在利用熔融沉積成形（FDM）3D打印技術(shù)制造藥物

。該大學(xué)實(shí)驗(yàn)室中擁有完善的設(shè)施

，在研究中，實(shí)驗(yàn)室工作人員首先使用設(shè)備制造出藥物3D打印所需的絲材

。

在制造絲材制之前

，有一項(xiàng)很重要的工作是選擇適合藥物制造所需的聚合物材料。市場(chǎng)上雖有很多聚合物3D打印線材

，但其中多數(shù)材料并不能用于制藥

。比如說(shuō)用于打印電子產(chǎn)品塑料件的材料溶解速度是非常緩慢的，而制藥用的聚合物則需要能夠快速溶解

，因?yàn)榇蠖鄶?shù)藥物需要在服用后快速起效

。

基于以上原因，實(shí)驗(yàn)室選擇的適合用于制藥的聚合物材料往往是不易于通過(guò)FDM 3D打印機(jī)進(jìn)行熱熔擠出的材料

。實(shí)驗(yàn)室在研究過(guò)程中

，對(duì)這類聚合物變軟的溫度（即材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度）進(jìn)行表征，并確定這類材料能夠通過(guò)3D打印擠出的粘度

。除此之外

，用于3D打印的藥物制造用聚合物絲材還需要具有一定的韌性。這些都是實(shí)驗(yàn)室正在開(kāi)展的工作

。

3D打印技術(shù)如何加速個(gè)性化醫(yī)療的發(fā)展

？

現(xiàn)階段

，3D打印技術(shù)在加速新藥研發(fā)方面具有更明顯的價(jià)值。這是由于

，在新藥的臨床研究過(guò)程中

，如果患者對(duì)某一劑量的藥物沒(méi)有反應(yīng)，那么通過(guò)3D打印可以迅速制造出不同劑量的藥片

，這將縮短藥物的研發(fā)周期

。

事實(shí)上，不僅是在新藥的臨床研究階段

，3D打印將發(fā)揮作用以上作用

，在藥物早期研發(fā)階段，3D打印技術(shù)也能夠發(fā)揮類似作用

。倫敦大學(xué)藥學(xué)院曾在《藥理學(xué)趨勢(shì)》一書(shū)中發(fā)表過(guò)

，藥物開(kāi)發(fā)的早期階段對(duì)于確定分子是否具有可接受的毒性水平的治療潛力至關(guān)重要，而這一階段的失敗率很高

，因此企業(yè)希望通過(guò)盡可能節(jié)約成本的方式識(shí)別候選藥物分子

。雖然計(jì)算工具在篩查中扮演著重要角色，但潛在的藥物必須通過(guò)經(jīng)常在模型生物體上進(jìn)行的臨床前實(shí)驗(yàn)

，才能進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段

，部分研究涉及到測(cè)試不同的制劑和劑量以確定其效果。3D打印可以通過(guò)提供快速靈活的方法來(lái)生產(chǎn)具有不同成分的小批量藥物

，從而加速藥物的研發(fā)

。

Serajuddin博士表示，未來(lái)當(dāng)3D打印技術(shù)成熟的時(shí)候

，患者或許可以通過(guò)個(gè)性化藥方

，在具有3D打印藥物制造能力的藥房即可獲得所需的個(gè)性化藥物。

block未來(lái)所有藥物都有必要個(gè)性化制造嗎

？

目前的大規(guī)模藥物生產(chǎn)線每天可以制造數(shù)百萬(wàn)片藥物

，迄今為止，現(xiàn)有制藥體系運(yùn)行良好

。目前還很難說(shuō)

，3D打印個(gè)性化藥物制造方式是否會(huì)在將來(lái)取代現(xiàn)有的制藥方式。但目前看來(lái)

，至少對(duì)于新藥的臨床研究

，3D打印個(gè)性化藥物制造技術(shù)將是有意義的，因?yàn)楫?dāng)臨床研究者并不確定一個(gè)人的通用成分時(shí)

，醫(yī)生可以根據(jù)個(gè)人的基因組結(jié)構(gòu)確定藥物劑量

，這時(shí)就可以應(yīng)用3D打印技術(shù)。

圣約翰大學(xué)Abu Serajuddin博士所從事的3D打印研究只是藥物增材制造的一種方式，即用FDM 3D打印機(jī)和藥物制造的專用聚合物絲材來(lái)制造藥物

。

除了以上這些研究中應(yīng)用FDM 3D打印技術(shù)

，還有一種更具革命性的制藥技術(shù)為分子級(jí)的3D打印技術(shù)

。

該技術(shù)是由伊利諾伊大學(xué)的Martin Burke醫(yī)學(xué)博士發(fā)明的

，作用是使化學(xué)物質(zhì)配比過(guò)程自動(dòng)化，通過(guò)將構(gòu)建模塊連接在一起

，配比后的物質(zhì)然后產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)

。這項(xiàng)技術(shù)可以用于開(kāi)發(fā)新藥，通過(guò)從頭創(chuàng)建分子

，新藥將得到開(kāi)發(fā)

，可以顯著改善藥物的開(kāi)發(fā)方式，3D打印由化學(xué)家需要數(shù)年才能開(kāi)發(fā)的藥物

。這一技術(shù)為實(shí)現(xiàn)藥物的大規(guī)模定制生產(chǎn)提供了可能性

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