個(gè)性化精準(zhǔn)用藥，深圳森工高通量藥物3D打印機(jī)AUTUBIO-2000

南極熊導(dǎo)讀：3D打印在制藥業(yè)擁有巨大的應(yīng)用潛能，能夠?yàn)榛颊吆托袠I(yè)提供創(chuàng)新的解決方案，可以用于精確構(gòu)建劑型結(jié)構(gòu)，通過(guò)調(diào)控藥物釋放模式滿足多種臨床需求，并且能夠推進(jìn)以患者為中心的治療。

南極熊獲悉，深圳森工科技有限公司與“廣東省醫(yī)藥3D打印機(jī)及個(gè)性化醫(yī)療工程技術(shù)研究中心”聯(lián)合研發(fā)生產(chǎn)的多通道藥物3D打印機(jī)AUTUBIO-2000，已被客戶用于研制“3D打印胃漂浮制劑”、“3D打印鹽酸二甲雙胍控釋片”、“3D打印口崩速釋制劑”、“3D打印個(gè)性化口腔貼片”等3D打印個(gè)性化精準(zhǔn)用藥及藥物分劑量打印。

3D打印的胃滯留制劑，實(shí)現(xiàn)藥物在胃中的長(zhǎng)效滯留，提高藥物生物利用度和疾病的治療效果。

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我國(guó)衛(wèi)生部藥品不良反應(yīng)監(jiān)測(cè)中心的數(shù)據(jù)顯示：住院病人中，每年約有19.2萬(wàn)人死于藥品不良反應(yīng)，不良反應(yīng)發(fā)生率為10%-20%；家庭用藥不良反應(yīng)需要住院治療的病人則多達(dá)250萬(wàn)人，約占5%（世界衛(wèi)生組織WHO在發(fā)展中國(guó)家的調(diào)查資料）。除藥物不良反應(yīng)外，降壓藥的藥物無(wú)效利用率高達(dá)50%，降糖藥的藥物無(wú)效利用率為43%，降脂藥的無(wú)效利用率為38.5%。其中的部分原因?yàn)楣δ軉我弧⒁?guī)格單一的藥物制劑無(wú)法滿足人這一復(fù)雜生物體在相同疾病上不同的癥狀治療。因此，如何實(shí)現(xiàn)藥物制劑的升級(jí)迭代，提高患者的用藥順應(yīng)性和治療效果，是藥學(xué)科研工作者的關(guān)注重點(diǎn)之一。

在藥物制劑中，固體制劑由于其攜帶和儲(chǔ)存的便利性仍然是最常用的。然而，傳統(tǒng)工業(yè)的大批量固定規(guī)格生產(chǎn)的劑型難以實(shí)現(xiàn)基于患者的實(shí)際情況來(lái)滿足患者個(gè)性化用藥的需求。3D打印藥物制劑相對(duì)于傳統(tǒng)制藥技術(shù)，有著許多優(yōu)勢(shì)，靈活的個(gè)性化定制能力和精準(zhǔn)的劑量控制是其核心優(yōu)勢(shì)。通過(guò)3D打印技術(shù)的“按需”生產(chǎn)藥物制劑可克服傳統(tǒng)制造方式的“一刀切模式”，可滿足患者在年齡、體重、器官功能和疾病嚴(yán)重程度方面的個(gè)性化用藥需求。

△臨床個(gè)性化用藥的策略

3D打印個(gè)性化精準(zhǔn)用藥
幾十年來(lái)，因個(gè)性化劑量用藥需求，醫(yī)院常采用徒手分劈、剪藥器分片、磨粉分包、固體制劑液體化法等方法進(jìn)行藥品分劑量院內(nèi)調(diào)劑，存在人為操作導(dǎo)致的劑量差異或引入新雜質(zhì)，尤其是用藥劑量敏感的藥物（如華法林鈉、螺內(nèi)酯等）。因此，如何為兒童和老年人提供特殊藥物的精準(zhǔn)分劑量調(diào)劑服務(wù)，是臨床藥學(xué)工作者需要面對(duì)的一個(gè)巨大難題。

傳統(tǒng)口服固體制劑有著便捷、成本低、劑量精準(zhǔn)、用藥順應(yīng)性高、易存儲(chǔ)等優(yōu)點(diǎn)，是應(yīng)用最廣泛的藥物遞送系統(tǒng)。然而，傳統(tǒng)工業(yè)化單規(guī)格大批量生產(chǎn)的制劑已不能滿足人這一復(fù)雜生物體的需求。3D打印靈活的個(gè)性化定制和精準(zhǔn)的劑量控制能力，“按需”生產(chǎn)藥物制劑以克服傳統(tǒng)制造方式的“一刀切模式”，滿足患者在年齡、體質(zhì)量、器官功能和疾病嚴(yán)重程度等方面的個(gè)性化用藥需求。

利用3D打印靈活的結(jié)構(gòu)定制能力和精準(zhǔn)的劑量控制，克服了傳統(tǒng)制造方式的“一刀切模式”、滿足患者在年齡、體質(zhì)量、器官功能和疾病嚴(yán)重程度方面的個(gè)性化用藥需求。3D打印可避免傳統(tǒng)藥物分劑量調(diào)劑手段存在劑量差異大、形狀不規(guī)則、儲(chǔ)存困難、穩(wěn)定性差、用藥順應(yīng)性低、劑量規(guī)格有限等問(wèn)題，可為醫(yī)院提供小批量、高精度、多規(guī)格、批間差異小、便捷穩(wěn)定的藥品調(diào)劑服務(wù)，滿足兒童及老年人等特殊群體的精準(zhǔn)用藥需求。

從客戶測(cè)試的數(shù)據(jù)分析可以看到，使用AUTUBIO-2000 打印出來(lái)的片劑各項(xiàng)質(zhì)量完全符合《中國(guó)藥典》要求

3D打印改良型劑型
以胃滯留制劑為例。由于出色的患者依從性、劑量精準(zhǔn)和靈活的配方組合，口服給藥系統(tǒng)是目前應(yīng)用最最廣泛的給藥途徑。然而，在治療胃腸道上端疾病時(shí)，傳統(tǒng)的口服給藥系統(tǒng)顯示出有限的治療效果。其中一個(gè)重要的因素是這些制劑的胃滯留時(shí)間短（GRT）和不可預(yù)測(cè)的胃排空時(shí)間（GET），胃排空作用會(huì)導(dǎo)致藥物難以在胃中釋放完全，導(dǎo)致給藥劑量下藥效降低。尤其對(duì)以下藥物發(fā)揮治療效果影響大：藥物難溶性（如格列吡嗪）；在胃中吸收的藥物（如核黃素）；在腸道中溶解度低或不穩(wěn)定的藥物（如卡托普利）；在胃中起局部作用或代替胃酶的藥物（如克拉霉素治療幽門螺桿菌感染）。

3D打印作為一種非壓縮式藥物遞送系統(tǒng)開發(fā)工藝，可制備低密度制劑、具有漂浮倉(cāng)的漂浮制劑和特殊結(jié)構(gòu)的胃滯留制劑等，實(shí)現(xiàn)藥物在胃中的長(zhǎng)效滯留，提高藥物生物利用度和疾病的治療效果。

藥物3D打印設(shè)備
AUTUBIO-2000高精度多通道藥物3D打印設(shè)備，經(jīng)過(guò)3代技術(shù)升級(jí)迭代，具備了多功能、模塊化、多材料、多通道、多模式、高精度等特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)同等級(jí)進(jìn)口設(shè)備相同的功能，甚至在“獨(dú)立多通道”這個(gè)領(lǐng)域領(lǐng)先于進(jìn)口設(shè)備。目前該設(shè)備已為多所高校、科研院所、醫(yī)療機(jī)構(gòu)所采用，該設(shè)備可滿足藥物先進(jìn)制造中的研發(fā)需求，在藥物結(jié)構(gòu)、藥物劑量、藥物劑型、藥物精準(zhǔn)控制等方面具有很強(qiáng)的研發(fā)推動(dòng)作用。

AUTUBIO-2000采用了墨水直寫技術(shù)（DIW：Direct Ink Writing），可支持漿料、液體、懸浮液、熔融體（硅膠、水凝膠、明膠、羥基磷灰石、藥物細(xì)胞懸液、液體等構(gòu)成的溶液、懸浮液、漿料或者熔融體）等十多種不同生物打印材料與多種打印噴嘴及功能模塊。通過(guò)不同材料，不同模塊之間的組合，可調(diào)制出數(shù)十種不同的打印工藝模式，涵蓋了藥物分劑量打印、藥物新劑型研發(fā)、陶瓷應(yīng)用研發(fā)、生物水凝膠美容研發(fā)、仿生組織器官、組織工程支架、細(xì)胞研究與治療等大多數(shù)生物、藥物3D打印應(yīng)用場(chǎng)景。

參考文獻(xiàn)：
[1]陳培鴻等.3D打印在藥物遞送領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)展[J].中國(guó)藥房,2021,32(13):1657-1664.