綜述：藥品3D打印的商業(yè)開發(fā)

導(dǎo)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(gè)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(fù)。3D打印可以提供更加個(gè)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(qǐng)跟隨南極熊一探究竟吧！


2022年11月26日，來自印度的研究學(xué)者對(duì)上述問題進(jìn)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(xué)》（Future Journal of Pharmaceutical Sciences）中，題目為《藥品的3D打印:從實(shí)驗(yàn)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(diǎn)。關(guān)于臨床實(shí)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(gè)體化將在不久的將來成為現(xiàn)實(shí)。它將通過考慮遺傳特征、生理和疾病狀況來提供個(gè)體的劑量需求，并且具有不同幾何形狀的獨(dú)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(duì)劑量準(zhǔn)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(gè)性化藥物治療是一種針對(duì)患者的方法，以高精度和準(zhǔn)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(dāng)前身體狀況的變化，需要個(gè)體化用藥。針對(duì)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(gè)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(biāo)準(zhǔn)劑型中常見的副作用。研究發(fā)現(xiàn)，不適當(dāng)?shù)膭┝考捌浣M合導(dǎo)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(xué)學(xué)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(jī)，這是世界上第一臺(tái)用于個(gè)性化藥物的制藥 3D 打印機(jī)。FabRx 首席執(zhí)行官兼聯(lián)合創(chuàng)始人 Alvaro Goyanes 表示，該打印機(jī)旨在為醫(yī)院和藥房準(zhǔn)備個(gè)性化藥物，或?yàn)榕R床前或臨床試驗(yàn)生產(chǎn)小批量產(chǎn)品。



M3DIMaker 是一種材料擠壓型 3D 打印機(jī)，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(jī)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(jī)中組合，并在單獨(dú)的制造步驟中形成細(xì)絲，然后細(xì)絲熔化并沉積在 FDM 打印機(jī)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(jī)。
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(gè)‘printlet’（3D 打印的藥片）都包含它應(yīng)有的劑量。

●熱熔擠出沉積
Triastek（三迭紀(jì)） 是一家位于中國的 3D 打印技術(shù)平臺(tái)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(shè)計(jì)的幾何結(jié)構(gòu)的物體，Triastek 首席科學(xué)官兼加利福尼亞太平洋大學(xué)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(shí)MED技術(shù)，可以通過多樣化的分層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和高精度加工來獲得復(fù)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(fēng)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(qǐng)獲得 FDA 批準(zhǔn)，并且該公司已開始使用臨床藥物進(jìn)行藥代動(dòng)力學(xué) (PK) 研究試驗(yàn)合同研究組織。這些試點(diǎn)試驗(yàn)的結(jié)果將有助于指導(dǎo)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(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)以進(jìn)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(duì)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(xiàng)目將研究賦形劑特性和工藝參數(shù)如何影響藥物化學(xué)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(gè)打印噴嘴陣列設(shè)計(jì)，能夠以約每72小時(shí)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(shè)計(jì)可以使用多種材料進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)以制造復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。該設(shè)計(jì)能夠擴(kuò)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(zhǔn)的3D打印藥物產(chǎn)品公司之一。2015年產(chǎn)品獲得批準(zhǔn)后，就開始規(guī)�；�商業(yè)運(yùn)營。現(xiàn)在，它有核心的藥物3D打印技術(shù)，包含可進(jìn)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(jìn)的配方和快速的原型制作平臺(tái)；特別是發(fā)明了專利的ZipDose平臺(tái)，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(tái)，擴(kuò)大業(yè)務(wù)范圍。



直接在泡罩包裝中形成藥片有兩個(gè)好處，一個(gè)是能夠消除材料浪費(fèi)并產(chǎn)生 99% 的產(chǎn)量。另一個(gè)好處是靈活性，每個(gè)單獨(dú)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(qiáng)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(jìn)入首次人體研究。這種 技術(shù)]可以更快地過渡到概念驗(yàn)證試驗(yàn)，或者節(jié)省寶貴的時(shí)間、金錢和資源。通過在單個(gè)泡罩腔水平上定制的逐層精確劑量來快速準(zhǔn)確地修改配方的靈活性更好地支持劑量范圍和適應(yīng)性臨床試驗(yàn)。”



泡罩卡上的條形碼和每個(gè)腔體上的二維碼促進(jìn)了臨床開發(fā)和個(gè)性化藥物輸送，這種“數(shù)字指紋”可以在整個(gè)供應(yīng)鏈中實(shí)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(yùn)營的成本和對(duì)環(huán)境的影響。此外，設(shè)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(tái)專為各種生產(chǎn)量而設(shè)計(jì)。

Aprecia 計(jì)劃通過將平臺(tái)縮小到實(shí)驗(yàn)室版本（ Z-Form Lab ）和大批量 GMP 商業(yè)生產(chǎn)（ Z-Form Pro ）來進(jìn)一步完善該平臺(tái)。這兩個(gè)系統(tǒng)目前都處于開發(fā)的設(shè)計(jì)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(shí)時(shí)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(gè)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(xiàng)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(gè)性化的藥物治療。在低劑量產(chǎn)品中，可以以高準(zhǔn)確度和精密度配制強(qiáng)效原料藥。各種藥物監(jiān)管需求和標(biāo)準(zhǔn)需要不斷建立和完善，目前來看由監(jiān)管機(jī)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): 768)

2022-12-3 22:02 上傳

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