3D打印定制化藥片，讓服藥環(huán)節(jié)不再繁瑣

導讀：研究人員首次使用體積3D打印在幾秒鐘內(nèi)制造出復合藥物片劑。

來自倫敦大學學院（UCL），圣地亞哥德孔波斯特拉大學（USC），MERLN技術啟發(fā)再生醫(yī)學研究所和制藥公司FabRx的研究人員在17秒內(nèi)成功生產(chǎn)了對乙酰氨基酚加載的片劑，這比目前用于在研究和一些臨床環(huán)境中打印藥物的方法要快很多。

研究團隊認為，其工作證明了3D打印適用于生產(chǎn)藥物，并且有可能在未來實現(xiàn)藥物和醫(yī)療設備的快速，按需生產(chǎn)。

△體積3D打印設備。圖片來自增材制造期刊。

3D打印藥物的商業(yè)化

與傳統(tǒng)方法相比，3D打印為臨床藥物開發(fā)提供了許多優(yōu)勢。該技術不僅使藥物能夠根據(jù)個體患者的需求進行個性化定制，還有助于加快藥物生產(chǎn)，并為醫(yī)院，藥房和欠發(fā)達地區(qū)的人及時提供特種藥物。

雖然近年來這些好處已經(jīng)在研究層面上得到了廣泛的證明，但該技術的臨床潛力尚未實現(xiàn)。FabRx是該領域的先驅之一，開發(fā)了自有的制藥3D打印機M3DIMAKER，目前暫時應用于研究目的。

過去，F(xiàn)abRx利用其3D打印制藥能力為患有罕見代謝紊亂糖尿病（MSUD）的兒童生產(chǎn)個性化藥物，并制造表面帶有盲文和月亮圖案的片劑，以幫助視障人士服用藥物。最近，F(xiàn)abRx，UCL和USC合作，3D打印了旨在治療干眼癥的新型藥物。

除了FabRx之外，還有其他幾家公司也在加快該技術商業(yè)化。事實上，Aprecia已經(jīng)意識到3D打印藥物的商業(yè)潛力，早在2015年就獲得了FDA對其Spritam癲癇藥物的批準。從那時起，該公司與非營利性研發(fā)公司Battelle合作，以提高其制造產(chǎn)量，并將其ZipDose 3D打印系統(tǒng)從臨床供應推進到商業(yè)銷售。

與此同時，全球制藥公司默克公司（Merck）與EOS集團公司AMCM達成了一項聯(lián)合項目，以開發(fā)和生產(chǎn)3D打印片劑，最初用于臨床試驗，后續(xù)將推廣至商業(yè)用途。

△示意圖說明了光敏樹脂與三個正交光束的輻照度。圖片來自增材制造。

雖然在3D打印藥物的商業(yè)化方面取得了進展，但將技術從實驗室完全轉化為臨床的挑戰(zhàn)仍然存在。特別是，吞吐量挑戰(zhàn)，目前的3D打印技術尚無法擴大到每年生產(chǎn)商業(yè)制造所需的數(shù)十億片。

在他們最新的研究中，研究人員試圖通過利用體積3D打印來克服這一障礙，該打印提供了快速的打印速度。與逐層光聚合技術不同，體積打印使用光同時在溶液槽內(nèi)固化整個3D幾何形狀，從而在一個步驟中生產(chǎn)出整個物體。

該團隊聲稱，這是首次使用體積打印來生產(chǎn)含藥片劑，并將生產(chǎn)片劑所需的時間顯著縮短到幾秒鐘。研究人員測試了六種不同的配方，每種配方都含有交聯(lián)單體和光引發(fā)劑，并且能夠將印刷片劑的藥物釋放速率調整到所需的速度。

用于該研究的體積3D打印機來自FabRx，包含紫外線光源和紫外線光學透鏡組成的數(shù)字光投影儀。研究人員3D打印了裝載撲熱息痛的片劑，F(xiàn)abRx稱之為"Printlets"，其圓環(huán)形狀直徑為11mm，高度為4mm，孔直徑為3mm。

該團隊選擇以環(huán)面形狀打印片劑，因為與圓柱形相比，環(huán)形幾何形狀提供了更大的表面積與體積比，因此加快了藥物釋放的速度。在短短7到17秒內(nèi)連續(xù)打印了每種樹脂配方的八個Printlet，然后進行后固化過程，其中用異丙醇洗滌并在20°C下放入干燥箱中一小時。

△體積3D打印的Printlets。圖片來自增材制造。

根據(jù)研究人員的說法，該方法是迄今為止通過3D打印生產(chǎn)個性化片劑的最快方法，因此證實了體積3D打印對于快速生產(chǎn)藥物的適用性。展望未來，該團隊將尋求開發(fā)一種系統(tǒng)，以自動優(yōu)化不同感光樹脂的打印參數(shù)，這可能涉及使用人工智能（AI）來加速開發(fā)過程并預測不同配方的打印性能。這還可以制造更復雜的幾何形狀，將體積3D打印的應用擴展到其他藥物裝載的醫(yī)療設備。