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

導讀：近年來，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)從實驗室完全轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實中的臨床應用,，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,，來自倫敦大學學院（UCL）、圣地亞哥-德孔波斯特拉大學（USC）,、MERLN技術(shù)啟發(fā)再生醫(yī)學研究所和制藥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，這比目前實驗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,，并有可能在未來實現(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發(fā)提供了許多優(yōu)勢,。該技術(shù)不僅可以使藥物根據(jù)個別病人的需要進行個性化定制,，還有可能加快藥物交付的時間，并為醫(yī)院,、藥房和偏遠地區(qū)的人提供按需用藥,。

雖然這些好處近年來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現(xiàn)。FabRx是這一領(lǐng)域的先驅(qū)之一,，它開發(fā)出了具有整一套標準生產(chǎn)規(guī)范（GMP-ready）的制藥3D打印機——M3DIMAKER,，目前可用于研究目的。

過去,，F(xiàn)abRx利用其制藥3D打印能力,，為患有罕見的代謝性疾病楓糖漿尿病（MSUD）的兒童生產(chǎn)個性化藥物,，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,。事實上，Aprecia已經(jīng)意識到3D打印藥品的商業(yè)潛力,，其Spritam癲癇治療藥物早在2015年就獲得了美國食品和藥物管理局的批準,。此后，該公司與非營利性研發(fā)公司Battelle合作,，增加其制造產(chǎn)量,，并將其ZipDose 3D打印系統(tǒng)從臨床供應推向商業(yè)銷售。

與此同時,，全球制藥公司默克公司與EOS集團的公司AMCM開展了一個聯(lián)合項目,，開發(fā)和生產(chǎn)3D打印藥片，最初用于臨床試驗,，隨后用于商業(yè)生產(chǎn),。

△圖示光敏樹脂的輻照度與三個正交光束的關(guān)系。圖片來自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,，研究人員嘗試利用容積式3D打印技術(shù)來克服這一特殊障礙，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脂中用光同時固化整個三維幾何形狀，從而在一個步驟中生產(chǎn)整個物體,。

該團隊聲稱,，這是第一次用體積打印技術(shù)來生產(chǎn)含藥物的藥片，并將生產(chǎn)藥片所需的時間大大縮短到幾秒鐘。研究人員測試了六種不同的樹脂配方,，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打印機來自FabRx公司,，它是一個由數(shù)字鏡像設(shè)備、紫外線光源和紫外線光學鏡片組成的數(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所說的 "Printlets"，其形狀為直徑11毫米,、高4毫米的環(huán)形,，有一個直徑3毫米的孔。

研究小組選擇將藥片打印成環(huán)形,，因為與圓盤相比,，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,。每種樹脂配方連續(xù)打印8個Printlets,，只需7至17秒，然后進行后固化過程,，用異丙醇清洗,，并在20°C的烤箱中放置1小時。

△容積式3D打印的Printlets,。圖片來自Additive Manufacturing,。

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

展望未來，研究團隊將尋求開發(fā)一個系統(tǒng)來自動優(yōu)化不同光敏樹脂的打印參數(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。這也可以使更復雜的幾何形狀的制造成為可能,，從而將容積式3D打印的應用擴展到其他載藥的醫(yī)療設(shè)備,。

雖然需要進一步研究調(diào)查該研究中使用的光敏樹脂的生物相容性，但該團隊認為,，容積式3D打印可以實現(xiàn)個性化醫(yī)療的良性循環(huán),，并為健康服務提供重大改善。

△不同3D打印的Printlets的X射線微CT圖像,。圖片來自Additive Manufacturing,。

關(guān)于這項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