藥片生產(chǎn)只需幾秒鐘,，容積式3D打印加快按需生產(chǎn)藥品速度

導(dǎo)讀：近年來(lái),，3D打印藥品的商業(yè)化方面雖然取得了飛速的發(fā)展,，但要將該技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室完全轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)中的臨床應(yīng)用，仍然存在很大的挑戰(zhàn),。特別是,，由于吞吐量的挑戰(zhàn),，目前的3D打印技術(shù)還不足以滿足每年數(shù)十億片的商業(yè)化生產(chǎn)數(shù)量需求,。

2022年2月21日，南極熊獲悉,，來(lái)自倫敦大學(xué)學(xué)院（UCL）,、圣地亞哥-德孔波斯特拉大學(xué)（USC）,、MERLN技術(shù)啟發(fā)再生醫(yī)學(xué)研究所和制藥3D打印專家FabRx的研究人員采用容積式3D打印技術(shù)，在17秒內(nèi)成功地生產(chǎn)出含有撲熱息痛成分的藥片,，這比目前實(shí)驗(yàn)室研究的和一些臨床環(huán)境中用于打印藥品的方法快得多,，屬于業(yè)內(nèi)首創(chuàng)。

研究小組認(rèn)為,，他們的工作證明了容積式3D打印技術(shù)適合生產(chǎn)藥物產(chǎn)品,，并有可能在未來(lái)實(shí)現(xiàn)藥品和醫(yī)療設(shè)備的快速、按需生產(chǎn),。

△容積式3D打印裝置,。圖片來(lái)自Additive Manufacturing。

3D打印藥物的商業(yè)化

與傳統(tǒng)方法相比,，3D打印為臨床制藥藥物開(kāi)發(fā)提供了許多優(yōu)勢(shì),。該技術(shù)不僅可以使藥物根據(jù)個(gè)別病人的需要進(jìn)行個(gè)性化定制，還有可能加快藥物交付的時(shí)間,，并為醫(yī)院,、藥房和偏遠(yuǎn)地區(qū)的人提供按需用藥。

雖然這些好處近年來(lái)已在研究層面得到廣泛證明,，但該技術(shù)的臨床潛力仍有待實(shí)現(xiàn),。FabRx是這一領(lǐng)域的先驅(qū)之一，它開(kāi)發(fā)出了具有整一套標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)規(guī)范（GMP-ready）的制藥3D打印機(jī)——M3DIMAKER,，目前可用于研究目的,。

過(guò)去，F(xiàn)abRx利用其制藥3D打印能力,，為患有罕見(jiàn)的代謝性疾病楓糖漿尿�,。∕SUD）的兒童生產(chǎn)個(gè)性化藥物，并制造出表面帶有盲文和月亮圖案的藥片,，以幫助視力障礙者服藥,。

最近，F(xiàn)abRx,、UCL和南加州大學(xué)共同合作,，3D打印出了旨在治療干眼癥的新型載藥穿刺栓，以及一種能夠從供水中去除藥物的3D打印設(shè)備,。

除了FabRx之外,，還有其他幾家公司也在快速地將該技術(shù)商業(yè)化。事實(shí)上,，Aprecia已經(jīng)意識(shí)到3D打印藥品的商業(yè)潛力,，其Spritam癲癇治療藥物早在2015年就獲得了美國(guó)食品和藥物管理局的批準(zhǔn)。此后,，該公司與非營(yíng)利性研發(fā)公司Battelle合作,，增加其制造產(chǎn)量,，并將其ZipDose 3D打印系統(tǒng)從臨床供應(yīng)推向商業(yè)銷售。

與此同時(shí),，全球制藥公司默克公司與EOS集團(tuán)的公司AMCM開(kāi)展了一個(gè)聯(lián)合項(xiàng)目,，開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)3D打印藥片，最初用于臨床試驗(yàn),，隨后用于商業(yè)生產(chǎn),。

△圖示光敏樹(shù)脂的輻照度與三個(gè)正交光束的關(guān)系。圖片來(lái)自Additive Manufacturing,。

容積式3D打印片

為了解決3D打印藥品難于量產(chǎn)的痛點(diǎn),，研究人員嘗試?yán)�用容積式3D打印技術(shù)來(lái)克服這一特殊障礙，該技術(shù)提供了快速的打印速度,。與逐層掃描的大桶光聚合技術(shù)不同,，體積打印是在大桶樹(shù)脂中用光同時(shí)固化整個(gè)三維幾何形狀，從而在一個(gè)步驟中生產(chǎn)整個(gè)物體,。

該團(tuán)隊(duì)聲稱,，這是第一次用體積打印技術(shù)來(lái)生產(chǎn)含藥物的藥片，并將生產(chǎn)藥片所需的時(shí)間大大縮短到幾秒鐘,。研究人員測(cè)試了六種不同的樹(shù)脂配方,，每種配方都含有撲熱息痛、一種交聯(lián)單體和一種光引發(fā)劑,，并能夠?qū)⒋蛴〕龅乃幤�的藥物釋放速度調(diào)整到所需速度,。

該研究使用的體積型3D打印機(jī)來(lái)自FabRx公司，它是一個(gè)由數(shù)字鏡像設(shè)備,、紫外線光源和紫外線光學(xué)鏡片組成的數(shù)字光投影儀,。研究人員3D打印了裝有撲熱息痛的藥片，即FabRx所說(shuō)的 "Printlets",，其形狀為直徑11毫米,、高4毫米的環(huán)形，有一個(gè)直徑3毫米的孔,。

研究小組選擇將藥片打印成環(huán)形,，因?yàn)榕c圓盤相比，這種幾何形狀提供了更大的表面積和體積比,，因此可以加快藥物釋放的速度,。每種樹(shù)脂配方連續(xù)打印8個(gè)Printlets，只需7至17秒,，然后進(jìn)行后固化過(guò)程,，用異丙醇清洗，并在20°C的烤箱中放置1小時(shí)。

△容積式3D打印的Printlets,。圖片來(lái)自Additive Manufacturing。

據(jù)研究人員稱,，該方法是迄今為止3D打印生產(chǎn)個(gè)性化藥片的最快方法,，也因此證實(shí)了容積式3D打印適合于快速生產(chǎn)藥品。

展望未來(lái),，研究團(tuán)隊(duì)將尋求開(kāi)發(fā)一個(gè)系統(tǒng)來(lái)自動(dòng)優(yōu)化不同光敏樹(shù)脂的打印參數(shù),，這可能涉及使用人工智能（AI）來(lái)加速開(kāi)發(fā)過(guò)程，并預(yù)測(cè)不同配方的打印性能,。這也可以使更復(fù)雜的幾何形狀的制造成為可能,，從而將容積式3D打印的應(yīng)用擴(kuò)展到其他載藥的醫(yī)療設(shè)備。

雖然需要進(jìn)一步研究調(diào)查該研究中使用的光敏樹(shù)脂的生物相容性,，但該團(tuán)隊(duì)認(rèn)為,，容積式3D打印可以實(shí)現(xiàn)個(gè)性化醫(yī)療的良性循環(huán)，并為健康服務(wù)提供重大改善,。

△不同3D打印的Printlets的X射線微CT圖像,。圖片來(lái)自Additive Manufacturing。

關(guān)于這項(xiàng)研究的更多信息可以在發(fā)表在《Additive Manufacturing》雜志上的題為：" Volumetric 3D printing for rapid production of medicines"的論文中找到,。這項(xiàng)研究的共同作者是L. Rodriguez-Pombo, X. Xu, A. Seijo-Rabina, J. Ong, C.Alvarez-Lorenzo, C. Rial, D. Nieto, S. Gaisford, A. Basit, 和A. Goyanes,。

相關(guān)論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/sc ... 000781?dgcid=author