綜述：藥品3D打印的商業(yè)開發(fā)

導讀：三維(3D)打印是醫(yī)療保健領(lǐng)域的范式轉(zhuǎn)變。3D打印是一種制造技術(shù)，制造過程過程簡單，比傳統(tǒng)方法有優(yōu)勢。在藥物治療過程中，每個人都需要特定劑量和種類的藥物，然而目前的主流治療方法仍然是“一刀切”，這不利于患者的快速康復。3D打印可以提供更加個性化的診療方法。那么目前的藥物3D打印發(fā)展如何，藥物3D打印的商業(yè)化發(fā)展如何呢？請跟隨南極熊一探究竟吧！


2022年11月26日，來自印度的研究學者對上述問題進行了調(diào)研和分析，他們已經(jīng)將研究發(fā)現(xiàn)發(fā)表在了《未來藥學》（Future Journal of Pharmaceutical Sciences）中，題目為《藥品的3D打印:從實驗室規(guī)模到商業(yè)開發(fā)的方法》



此綜述旨在涵蓋關(guān)于3D打印的藥物、聚合物和技術(shù)方面的選擇的不同觀點。關(guān)于臨床實踐方面，此文還討論了監(jiān)管問題和工業(yè)潛力。研究顯示，以患者為中心的藥物劑型的個體化將在不久的將來成為現(xiàn)實。它將通過考慮遺傳特征、生理和疾病狀況來提供個體的劑量需求，并且具有不同幾何形狀的獨特藥物將裝載和釋放定制劑量，更容易地輸送治療劑量。該技術(shù)可以滿足人們對劑量準確性和治療效率需求，并且易于符合監(jiān)管市場的cGMP（藥品質(zhì)量生產(chǎn)規(guī)范）要求。



研究背景
個性化藥物治療是一種針對患者的方法，以高精度和準確的劑量治療任何人。它具有較高的精確度，是以患者為中心的劑型。由于患者生理因素如年齡、體重和當前身體狀況的變化，需要個體化用藥。針對特定人群的特定疾病狀況可以容易地制備成原型制劑。配方是根據(jù)個人的基本劑量制定的。如果使用比所需劑量略高的劑量，3D打印可以幫助減少標準劑型中常見的副作用。研究發(fā)現(xiàn)，不適當?shù)膭┝考捌浣M合導致了75–85%的不良情況。

藥物3D打印

●材料擠壓3DP
FabRx 由倫敦大學學院的研究人員創(chuàng)建，旨在開發(fā)藥物 3D 打印，并于 2020 年推出了 M3DIMAKER GMP 打印機，這是世界上第一臺用于個性化藥物的制藥 3D 打印機。FabRx 首席執(zhí)行官兼聯(lián)合創(chuàng)始人 Alvaro Goyanes 表示，該打印機旨在為醫(yī)院和藥房準備個性化藥物，或為臨床前或臨床試驗生產(chǎn)小批量產(chǎn)品。



M3DIMaker 是一種材料擠壓型 3D 打印機，可將材料熔化并將其分層沉積在打印床上，以構(gòu)建所需的結(jié)構(gòu)。根據(jù)輸入材料的形式，機器可以使用三種不同類型的打印頭。

1.在熔融沉積成型 (FDM) 中，藥物和其他成分在擠出機中組合，并在單獨的制造步驟中形成細絲，然后細絲熔化并沉積在 FDM 打印機中。
2.在直接粉末擠出 (DPE) 中，粉末形式的成分直接送入 3D 打印機。
3.半固體擠出 (SSE) 在壓力下從注射器中擠出凝膠或糊劑 。SSE 的工作溫度低于 FDM 或 DPE，這使其適用于熱敏藥物。



M3DIMAKER 的功能包括在線質(zhì)量控制程序和過程攝像監(jiān)控。這些工具由FabRx自主開發(fā)的軟件控制，以確保每個‘printlet’（3D 打印的藥片）都包含它應有的劑量。

●熱熔擠出沉積
Triastek（三迭紀） 是一家位于中國的 3D 打印技術(shù)平臺公司，發(fā)明了一種熱熔擠出式的藥物沉積技術(shù)，稱為MED。MED 技術(shù)將粉末轉(zhuǎn)化為軟化、熔融狀態(tài)，然后逐層沉積以生產(chǎn)具有精心設計的幾何結(jié)構(gòu)的物體，Triastek 首席科學官兼加利福尼亞太平洋大學教授解釋道，這種技術(shù)可用于在室溫下處理熱敏藥物和打印藥片，可用于解決藥物輸送挑戰(zhàn)。同時MED技術(shù)，可以通過多樣化的分層結(jié)構(gòu)設計和高精度加工來獲得復雜藥物釋放曲線的組合。



Triastek 自己的兩種 3D 打印藥物產(chǎn)品 T19（用于類風濕性關(guān)節(jié)炎）和 T20（用于心血管和凝血障礙）已根據(jù)研究性新藥申請獲得 FDA 批準，并且該公司已開始使用臨床藥物進行藥代動力學 (PK) 研究試驗合同研究組織。這些試點試驗的結(jié)果將有助于指導配方優(yōu)化，以建立待上市的配方。一旦配方最終確定，Tristek 將進行大規(guī)模生產(chǎn)以進行關(guān)鍵臨床研究。

Triastek 于 2022 年 7 月宣布與 Eli Lilly 建立合作伙伴關(guān)系，使用 3D 打印技術(shù)創(chuàng)建一種結(jié)構(gòu)，允許在胃腸道中有針對性和程序化地釋放藥物 。MED有能力制造多層片劑，每一層都可控釋放。該聯(lián)合研究項目將研究賦形劑特性和工藝參數(shù)如何影響藥物化學和物理穩(wěn)定性，從而影響藥物的釋放曲線。

公司的MED 3D打印系統(tǒng)采用32個打印噴嘴陣列設計，能夠以約每72小時132公斤的生產(chǎn)率制造三種不同材料的3D打印片劑。陣列設計可以使用多種材料進行大規(guī)模生產(chǎn)以制造復雜的結(jié)構(gòu)。該設計能夠擴大規(guī)模以滿足大量藥品的制造需求，或者縮小規(guī)模以生產(chǎn)更少量的罕見病產(chǎn)品。

●"腔內(nèi)”打印
Aprecia Pharmaceuticals 推出了一種小尺寸 3DP 技術(shù)，該技術(shù)使用粘合劑噴射直接在泡罩包裝腔中形成 3D 打印片劑。Aprecia是為數(shù)不多的獲得FDA批準的3D打印藥物產(chǎn)品公司之一。2015年產(chǎn)品獲得批準后，就開始規(guī)�；�商業(yè)運營�，F(xiàn)在，它有核心的藥物3D打印技術(shù)，包含可進行敞開式腔內(nèi)打印的粘合劑噴射3D打印系統(tǒng)；還擁有先進的配方和快速的原型制作平臺；特別是發(fā)明了專利的ZipDose平臺，可快速溶解口服劑量。除了生產(chǎn)自己的藥品之外，Aprecia還許可其他公司來使用技術(shù)平臺，擴大業(yè)務范圍。



直接在泡罩包裝中形成藥片有兩個好處，一個是能夠消除材料浪費并產(chǎn)生 99% 的產(chǎn)量。另一個好處是靈活性，每個單獨的泡罩腔都可以有定制的配方和藥片體積和尺寸。

總裁兼首席執(zhí)行官Smith 解釋說：“Z-Form Flex 允許研究人員生產(chǎn)具有不同配方或具有不同強度的相同基礎(chǔ)配方的小批量藥片，快速高效的藥物原型制作能夠以接近商業(yè)化的劑量形式更快地進入首次人體研究。這種 技術(shù)]可以更快地過渡到概念驗證試驗，或者節(jié)省寶貴的時間、金錢和資源。通過在單個泡罩腔水平上定制的逐層精確劑量來快速準確地修改配方的靈活性更好地支持劑量范圍和適應性臨床試驗。”



泡罩卡上的條形碼和每個腔體上的二維碼促進了臨床開發(fā)和個性化藥物輸送，這種“數(shù)字指紋”可以在整個供應鏈中實現(xiàn)精確的監(jiān)管鏈。Z-Form Flex 占地面積小，大約 4 英尺 x 10 英尺，這降低了建造和運營的成本和對環(huán)境的影響。此外，設備易于清潔，效率很高，可提高小批量生產(chǎn)的效率。Z-Form Flex 平臺專為各種生產(chǎn)量而設計。

Aprecia 計劃通過將平臺縮小到實驗室版本（ Z-Form Lab ）和大批量 GMP 商業(yè)生產(chǎn)（ Z-Form Pro ）來進一步完善該平臺。這兩個系統(tǒng)目前都處于開發(fā)的設計階段，目的是讓 Z-Form Pro 與傳統(tǒng)工藝流程的串行輸出相匹配。

Smith 說：“在大規(guī)模制造方面，Z-Form Flex 為連續(xù)制造和實時制造創(chuàng)造了潛力，傳統(tǒng)制造中的許多離散步驟，例如造粒、干燥、壓縮和封裝，現(xiàn)在都包含在一個小而緊湊的占地面積內(nèi)，并發(fā)生在泡罩腔內(nèi)。”


藥物3D打印是一項新興技術(shù)，它可以大規(guī)模生產(chǎn)不同劑型的藥物，可根據(jù)需要量身定制個性化的藥物治療。在低劑量產(chǎn)品中，可以以高準確度和精密度配制強效原料藥。各種藥物監(jiān)管需求和標準需要不斷建立和完善，目前來看由監(jiān)管機構(gòu)將3D藥物推向市場更容易被大眾接受。

原文鏈接： s43094-022-00439-z.pdf (1.47 MB, 下載次數(shù): 747)

2022-12-3 22:02 上傳

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