諾丁漢大學(xué)獲600萬英鎊的撥款,，促進(jìn)3D打印藥物的發(fā)展

2023年1月27日,，南極熊獲悉,，英國諾丁漢大學(xué)增材制造中心(CfAM) 的研究人員從英國政府獲得了600萬英鎊（740 萬美元）的撥款，用于開發(fā)一個工具包,，能夠更有效地制造 3D 打印藥物,。該項目旨在按需創(chuàng)建個性化和定制的“智能產(chǎn)品”，推動創(chuàng)新更接近商業(yè)生產(chǎn),，包括假肢,、含有生物分子等活性成分的生物藥物，以及可以重建因慢性疾病受損的組織的活體膏藥,、傷口貼片,。



該項目由 CfAM 教授和增材制造專家 Ricky Wildman 領(lǐng)導(dǎo)，來自諾丁漢大學(xué)工程學(xué)院和藥學(xué)院的研究人員以及劍橋大學(xué),、雷丁大學(xué)和斯特拉斯克萊德大學(xué)以及波士頓等項目合作伙伴共同參與,，這些團(tuán)隊將共同開發(fā)一個工具包平臺，讓行業(yè)能夠識別,、選擇和處理正確的材料,，以3D打印成新的再生藥物和藥物。


△配制可用于高級功能的 3D 打印材料,。圖片由 CfAM/諾丁漢大學(xué)提供,。

用于醫(yī)療保健的3D打印
為了讓醫(yī)療保健專業(yè)人員更快地獲得最新的前沿科學(xué)信息，研究人員旨在改善從研究到開發(fā)和臨床采用的途徑,。為此,，向英國大學(xué)提供聯(lián)邦資助的工程與物理科學(xué)研究委員會(EPSRC) 決定資助 Wildman 為期五年的項目。

Wildman 表示該項目能夠提高3D打印的采用率，特別是在醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域,。他進(jìn)一步解釋說：“目前英國制造業(yè)缺乏靈活性,，這阻礙了3D打印在某些行業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展。制造業(yè)需要能夠快速,、可預(yù)測且可靠地“調(diào)高”性能,，以生產(chǎn)具有高級功能的產(chǎn)品。許多制藥公司不知道如何使用3D打印將概念變?yōu)楝F(xiàn)實,，因為他們不確定哪些材料是可3D打印的,，制造過程中，材料的組合順序是什么,，或者不同的幾何形狀有什么區(qū)別,，這個新項目旨在提供所有這些信息以實現(xiàn)商業(yè)應(yīng)用,。”

使用計算建模和機(jī)器學(xué)習(xí),，該團(tuán)隊將制定供行業(yè)使用的說明，以加快新藥的開發(fā)周期,，這可以將藥物研發(fā)時間從兩年縮短到六個月,。此外，作為該項目的一部分,，研究人員將開發(fā)和測試三種測試藥物產(chǎn)品,，這些產(chǎn)品都需要結(jié)合蛋白質(zhì)或酶促進(jìn)細(xì)胞生長，并且具有可定制,、復(fù)雜和多材料的要求,。


△用于口服生物治療藥物的固體片劑。圖片由 CfAM/諾丁漢大學(xué)提供,。

加速健康革命
正如 CfAM 所解釋的那樣,，該選個木旨在提供能夠縮短功能性 3D 打印產(chǎn)品的開發(fā)時間和生產(chǎn)的工具，從而在醫(yī)藥行業(yè)內(nèi)實現(xiàn)廣泛采用和競爭優(yōu)勢,。為實現(xiàn)這一目標(biāo),，該團(tuán)隊將首先展示3D打印能力，以提供先進(jìn)的功能產(chǎn)品,，特別是制藥和生物技術(shù)部門,，開發(fā)材料庫將擴(kuò)展3D打印生物墨水的當(dāng)前功能，并開發(fā)一個連接合成,、配方,、篩選和沉積系統(tǒng)的工具包，以便快速評估和部署可3D打印的功能材料,。

●根據(jù)諾丁漢大學(xué)的說法,，該項目的目標(biāo)是在醫(yī)院、藥房和英國國民健康服務(wù)體系(NHS) 中得到廣泛的采用。合作者已經(jīng)測試一種可以替代注射疫苗的生物藥丸,，如果成功,，3D打印的個性化藥丸可以很容易地被患者服用，從而減少物流,、交付和藥物管理方面的問題,。

●此外，該小組正在開發(fā)一種可以平息炎癥的腸道貼劑,，可能有助于克羅恩病患者,，克羅恩病是一種炎癥性腸病 (IBD)，會導(dǎo)致消化道組織腫脹,。該貼片將覆蓋在內(nèi)部區(qū)域并釋放活性成分以幫助愈合和支持細(xì)胞更新,。

NHS 顧問和諾丁漢大學(xué)醫(yī)學(xué)院教授 Mohammad Ilyas 表示，通過建立細(xì)胞模型,，將“提高人們對腸道功能的理解”,。這位專家補(bǔ)充說，如果成功,，將導(dǎo)致臨床管理的范式轉(zhuǎn)變,，并開始使用自體組織工程療法治療腸道疾病。同樣,，諾丁漢大學(xué)醫(yī)學(xué)與健康科學(xué)學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院院長 Clive Roberts 表示,，“雖然這些產(chǎn)品還處于起步階段，但通過研究和發(fā)展,，將證明3D打印工具包的使用價值,，并能夠展示如何結(jié)合材料提供安全、有效和低成本的個性化藥物,�,！�


△使用計算和算法方法來支持材料識別和產(chǎn)品設(shè)計。圖片由 CfAM/CfAM 提供

其實,，這不是Wildman教授進(jìn)行的第一次3D打印創(chuàng)新,。2021 年，這位專家找到了一種設(shè)計和制造定制醫(yī)療設(shè)備的新方法,，通過結(jié)合多材料噴墨 3D 打印和遺傳算法來提高性能和細(xì)菌抵抗力,。在此之前，他還參與了一個3D 打印個性化劑量藥物的項目,。相信,，在 Wildman 領(lǐng)導(dǎo) CfAM 的情況下，3D打印研究可以幫助推進(jìn)下一代按需醫(yī)療保健設(shè)備的開發(fā),，在眾多關(guān)鍵行業(yè)中發(fā)揮價值,，如生物制藥、細(xì)胞療法、再生醫(yī)學(xué),、生物催化領(lǐng)域等,。

藥物3D打印市場前景究竟如何？
沙利文發(fā)布的《藥物3D打印行業(yè)報告》指出,，藥物3D打印技術(shù)作為一種新興技術(shù),，可應(yīng)用于固體制劑領(lǐng)域，固體制劑以小分子藥物為主導(dǎo),。近年來,，小分子藥物市場增長較快， 2016-2019年,，全球市場規(guī)模從9,328億美元增長至10,380億美元,，中國市場規(guī)模從7,226億人民幣增長至8,190億人民幣。2020年,，新冠疫情影響了醫(yī)藥流通,，全球和中國的市場規(guī)模均出現(xiàn)小幅下降。預(yù)計市場規(guī)模會持續(xù)增長,，全球市場規(guī)模于2025年增長至11,813億美元,，中國市場規(guī)模于2025年增長至9,752億人民幣。

相較于傳統(tǒng)固體制劑,，3D打印藥物能夠更好的控制藥物釋放，提高藥物療效,，減輕藥物副作用,，以及降低給藥頻次。目前已有數(shù)款3D打印藥物IND獲批進(jìn)入臨床階段,，未來隨著更多3D打印藥物的商業(yè)化,，將為患者提供更好的用藥選擇，在以小分子為主的固體制劑市場中加速拓展及應(yīng)用