3D列印開創了客製個性化藥丸的新時代，從此告别量產相同的藥片。認識推動該領域向前的科學家。
2024年2月02日 | 5 分鐘
多數孩子對父母的工作知之甚少。但Thomas Kipping的工作和大多數父母有所不同。有些時候，他使用雷射製造藥丸。
對於他八歲的兒子 Léopol 來說，除了鐘愛的電影中的光劍外，雷射還有其他用途，令人難以置信。即使對多數成年人來說，雷射生產藥物似乎也是遙不可及的想法。但它遠比我們想象的要近。
Léopol在家里有自己的「雷射」。
研究人員正在使用3D 列印（也稱為增材製造）小規模生產藥物，而雷射只是3D列印利用的若干技術之一。Kipping正和同事們一同優化現有技術並並磨練新技術。
瞭解有效製造小批量藥物為何是推進精準醫療領域的一大後勤挑戰。精準醫療涉及根據病人具體需求，制訂個性化的治療方案。為實現這目標，需要根據病人的具體情況客製藥物並小規模生產。
有時候，推陳出新
「批量處理」恰當描述傳統藥品製造的特點——可能耗費數周甚至數月時間，通常生產出數十億顆藥丸。這需要大量設施、投入和可觀的佔地面積。基本上，大型機器將粉末狀的原料壓縮成一個固體層，即一片藥錠。
這麼做很適合某些藥物，例如布洛芬，它有穩定的消費者需求，而且劑量範圍相對寬松。成人服用 1 到 2 片，不必精確到 1.15 片。在這種傳統製造環境中，調整特定的劑量要求既困難又耗時。
使用傳統方法少量生產藥物也非常棘手。為了臨床試驗生產幾百顆藥丸，又或者為了某個病人生產幾十顆藥丸，不但代價不菲，且效率低。這是生物製藥製造商尋求全新藥物生產方式的兩大主要原因。進入 3D 列印時代。
3D 列印在 1987 年首次亮相，現已廣泛應用於眾多行業 — 從食品行業到塑膠行業，3D 列印物品無處不在。儘管美國食品藥品管理局 (FDA) 早在 2015 年便批准首款 3D 列印藥物，但此後多年始終没有任何3D列印藥物——至少目前還没有。2015 年批准的技術最初是針對非常特殊的應用而設計，渗透到其他藥物需要很長一段時間。
Kipping 及其同事研究了一些全新的 3D 列印概念。他們預計更多技術會陸續得到批准。
未來（近期）的製藥
一種名為「熱熔擠出」的 3D 列印方法目前有幾種藥物正開展臨床試驗。利用高溫，將活性成分與其他有助於輸送和吸收的添加成分混合在一起。此時，正確混合「非活性」成分（即「賦形劑）十分重要。没有賦形劑，活性成分就無法被人體吸收，難逃被排出的命運。
賦形劑優化是 Kipping 的一個重要工作方向。由於製造方式與傳統方法不同，客戶需要一種獨特的賦形劑組合和製造技術—正是由Kipping和他的團隊協助創建。
例如，熱熔擠出製程相比其他方法—包括雷射—更容易在工業環境外進行運輸。Kipping的團隊正在與巴里大學的一個團隊密切合作，以實現在藥房中進行個性化藥物遞送。他們正在評估直接擠出列印技術，以期在當地藥房或醫院藥房更輕鬆地使用。
正因如此，Kipping等人樂觀地認為，藥品生產將很快開始在大型生產環境之外進行。在接近病人的地方製造藥物是另一項進步，這將使個性化醫療變得更加可行。
Thomas Kipping（左）和Florian Hess（右）使用溶出度測試儀來觀察藥片在藥物釋放時在體內可能的表現情況。
雷射聚焦
雷射 3D 列印是另一種方法，這也讓 Kipping 的兒子喜出望外。烏普薩拉大學和烏特勒支大學的研究小組為此開展密切合作，該團隊努力深入了解雷射 3D 列印藥品的複雜程度。
基本上，薄薄的粉末層（包括活性成分和各種聚合物）形成粉末床。然後利用雷射將粉末均匀地熔合在一起。然後再加一層新的粉末，再次利用雷射進行熔合。此過程不斷重覆，直至 3D 形狀成型。雖然聽起來可能會覺得運行緩慢，實際運行速度卻達光速。
「雷射在印台上移動速度飛快。」Kipping表示。
雷射印刷製造出的藥丸非常多孔，或整個藥丸上都有小孔。事實上，水可以透過角落和縫隙滲透，這意味病人吞下藥丸後會很快溶解。因此，雷射列印對於吞嚥後需要立即釋放的藥物很有吸引力。
「我們看到雷射列印的巨大潛力，這也是我們從早期階段就開始研究它的原因。」Kipping透露。研究人員正努力讓雷射列印進入藥品製造商的工具包。
對於Kipping和該領域的其他從業人員，他們正處於可行性與合理性之間的邊緣。他兒子對個人化醫療和未來醫療的影響還沒興趣。但對雷射十分痴迷。
關於我們提供的服務
溶解度差仍是藥物製劑開發的主要挑戰。小分子領域雖然沒有萬用的解決方案，但我們的團隊努力磨練各種技術—包括 3D 列印—並開發新配方，以期攻克溶解度的問題。我們的應用服務致力於幫助客戶應對各種挑战，包括利用創新的 Parteck®賦形劑產品組合簡化配方設計。
若要繼續閱讀，請登入或建立帳戶。
還沒有帳戶？