干眼癥克星，UCL、USC和Fabrx開發(fā)出新型3D打印點(diǎn)滴塞可替代滴眼液

導(dǎo)讀：2021年10月5日，南極熊獲悉，制藥3D打印專家FabRX與倫敦大學(xué)學(xué)院（UCL）和西班牙圣地亞哥-德孔波斯特拉大學(xué)（USC）的研究人員一起合作，3D打印出了一種新型的載藥醫(yī)療設(shè)備，用于治療干眼癥。

該團(tuán)隊(duì)使用數(shù)字光處理（DLP）3D打印方法來生產(chǎn)點(diǎn)滴塞，這是插入眼睛淚道的小型醫(yī)療設(shè)備，用于堵塞淚道和防止液體排出。

這種3D打印的裝有地塞米松（一種抗炎藥物）的點(diǎn)滴塞旨在緩解干眼癥癥狀，并為傳統(tǒng)的局部給藥（如眼藥水）提供一種替代治療方法。

△DLP3D打印過程和用于體外溶解研究的內(nèi)部流動(dòng)裝置模型。圖片來自MDPI。

FabRx的3D打印藥物

FabRx是UCL的子公司，它們利用3D打印技術(shù)開發(fā)個(gè)性化藥物和藥物輸送裝置已有一段時(shí)間。盡管該技術(shù)在很大程度上仍處于開發(fā)階段，但它為臨床制藥藥物開發(fā)提供了幾個(gè)顯著的優(yōu)勢(shì)，例如能夠根據(jù)個(gè)別病人的需求進(jìn)行藥物個(gè)性化生產(chǎn)，藥物的交付時(shí)間加快，并為醫(yī)院、藥房和難以到達(dá)地區(qū)的人提供了按需用藥的可能。

在此之前，F(xiàn)abRx曾與UCL和南加州大學(xué)在這一領(lǐng)域進(jìn)行了合作，為患有罕見的代謝性疾病楓糖漿尿�。∕SUD）的兒童開發(fā)了個(gè)性化的藥物。2019年，這兩家合作商制作了3D打印的咀嚼片，稱為Printlets。與MSUD疾病的傳統(tǒng)治療方法相比，它具有類似的療效，但病人的接受率更高。

此后不久，F(xiàn)abRX在瑞士的ILMAC展會(huì)上首次推出了M3DIMAKER 3D打印機(jī)。這種桌面大小的FFF系統(tǒng)是專門設(shè)計(jì)的，可以按照臨床醫(yī)生選擇所需的劑量制造個(gè)性化的藥物輸送裝置。

去年，F(xiàn)abRx使用SLS 3D打印工藝生產(chǎn)了表面帶有盲文和月亮圖案的Printlets，以幫助有視覺障礙的病人服藥，最近還發(fā)表了一篇論文，評(píng)估了3D打印藥物的現(xiàn)狀和該技術(shù)的臨床潛力。

△研究人員制作的點(diǎn)狀塞的三維設(shè)計(jì)。圖片來自MDPI。

抗擊干眼癥

在他們最新的合作中，F(xiàn)abRx、UCL和USC探討了3D打印醫(yī)療設(shè)備如何為干眼癥提供替代治療方法。干眼癥是一種常見的慢性疾病，影響著全世界數(shù)百萬人。干眼癥的發(fā)生是由于淚液分泌不足或淚膜蒸發(fā)增加，如果不加以治療，會(huì)導(dǎo)致角膜發(fā)炎和結(jié)膜炎等感染性疾病。

干眼癥通常通過局部給藥方法進(jìn)行治療，如滴眼液，然而根據(jù)FabRx的說法，這種配方的眼部生物利用度（指藥物進(jìn)入人體后進(jìn)入循環(huán)的比例）往往很低。

使用穴位塞是緩解干眼癥的非侵入性治療策略，其作用是阻斷淚道，防止淚液外流，改善淚膜穩(wěn)定性。基于光聚合的3D打印技術(shù)，如DLP，具有出色的特征分辨率和光滑的表面光潔度，而且由于它們?cè)谑覝叵虏僮鳎�還可以避免醫(yī)療設(shè)備內(nèi)藥物的熱降解。

DLP 3D打印技術(shù)還可以在一個(gè)步驟中制備各種尺寸、形狀和藥物劑量的穿刺塞。因此，合作伙伴試圖評(píng)估其比傳統(tǒng)制造的穿刺塞和局部給藥方法的能力。

△DLP 3D打印的（a）D10、（b）D10PEG、（c）D20和（d）D20PEG點(diǎn)狀塞的光學(xué)圖像。圖片來自MDPI。

3D打印點(diǎn)滴塞

在研究期間，科研人員通過直接DLP 3D打印，在聚乙二醇二丙烯酸酯（PEGDA）水凝膠中制備了不同配方的載藥點(diǎn)狀塞。這些穿刺塞被設(shè)計(jì)成插入眼睛的穿刺處，其構(gòu)造與市面上的穿刺塞相似，長度為1-2毫米，直徑為0.2-1毫米。

使用商業(yè)DLP 3D打印機(jī)，即Titan2HR系統(tǒng)，用不同水平的地塞米松，成功打印出了這些點(diǎn)狀塞。據(jù)FabRx稱，這些設(shè)備的制作具有良好的分辨率和可重復(fù)性，其特點(diǎn)是軸呈錐形，便于插入和取出。

只需20分鐘，一次打印就能生產(chǎn)出20多個(gè)穿刺塞，這顯然表明了3D打印技術(shù)在制造小批量個(gè)性化藥物輸送裝置方面的能力。

研究人員在內(nèi)部創(chuàng)建的模擬眼結(jié)膜下空間的體外模型上測(cè)試了他們的3D打印點(diǎn)狀塞子。地塞米松的完全長期藥物釋放在4至11天內(nèi)實(shí)現(xiàn)，這取決于穿刺栓內(nèi)藥物的數(shù)量和配方。

例如，體外測(cè)試顯示，D10PEG和D20PEG點(diǎn)狀塞子所含的藥物可以釋放持續(xù)一周，而D10和D20塞子可以延長藥物釋放時(shí)間，分別在5天和11天內(nèi)釋放50%的地塞米松。

據(jù)合作伙伴稱，與傳統(tǒng)的制備穿刺塞的方法（如成型）相比，DLP 3D打印在個(gè)性化定制塞子的尺寸、形狀和材料方面提供了高度的靈活性，以適應(yīng)不同患者的需求。該研究還表明，藥物釋放型點(diǎn)狀塞有可能使一系列眼部疾病受益，包括開角型青光眼、眼部高血壓和細(xì)菌性結(jié)膜炎。

△DLP3D打印的（a）D10、（b）D20、（c）D10PEG和（d）D20PEG穿刺塞的SEM圖像。圖片來自MDPI。

關(guān)于這項(xiàng)研究的更多信息可以在MDPI Pharmaceutics雜志上發(fā)表的題為：" 3D Printed Punctal Plugs for Controlled Ocular Drug Delivery"的論文中找到。該研究的共同作者是X. Xu、S. Awwad、L.Diaz-Gomez、C. Alvarez-Lorenzo、S.Brocchini、S. Gaisford、A.Goyanes和A. Basit。

相關(guān)論文鏈接：https://www.mdpi.com/1999-4923/13/9/1421/htm