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3D打印会成为药物开发的下一个突破点吗?

导读: 近日,伦敦大学学院发表了一篇文章,概述了3D打印在药物开发中的作用,以及它如何彻底改变制造过程。

近日,伦敦大学学院发表了一篇文章,概述了3D打印在药物开发中的作用,以及它如何彻底改变制造过程。

3D打印会成为药物开发的下一个突破点吗?

从本质上来说,制药业是保守的,并且抗拒改变。当人们考虑将新药从发现转到临床所需要的大量研发成本时,这种经济压力已经启发了人们避免风险的心态。药物开发的这一负担意味着许多已经实施多年的传统做法将会改变,例如药物制造,自从成立以来一直没有发展。虽然这些流程针对成本效益进行了优化,但它们不灵活,不一定与药物开发或临床护理的未来相兼容。最近技术的进步有可能彻底改变药品的生产和管理方式,对制药行业、护理人员和患者产生影响。

这项突破的最前沿的创新称为3D打印(3DP)。该技术允许按需制造几乎任何尺寸和形状的三维物体。不同类型的3D打印机,其中每一个都通过不同的机制来执行任务,并且在速度、分辨率和完整性方面具有不同的折衷。3D打印已被用于制造从儿童玩具到汽车车身的简单和复杂的物体。3D打印在制药行业的潜力是小批量药物的快速、灵活、按需生产。这可能包括药物的剂量、物理特性和释放曲线方面的灵活性,有效地从“一刀切”的方法转向个性化医疗的新世界。

伦敦大学药学院发布的一篇文章概述了将3D打印整合到制药生产过程中的可能性的深入研究。这篇论文发表在最近一期的“药理学趋势”一书中,为采纳这项新技术和克服存在的众多挑战提供了案例。作者尤其关注这种方法在两个主要领域的优势:早期药物开发和患者应用。

早期药物开发

药物开发的早期阶段对于确定分子是否具有可接受的毒性水平的治疗潜力至关重要。这一阶段的失败率很高,因此企业可以尽快且尽可能节约成本地识别候选分子。虽然计算工具在筛查中扮演着重要角色,但潜在的药物必须通过经常在模型生物体上进行的临床前实验才能进入临床试验。部分研究涉及测试不同的制剂和剂量以确定其效果。3D打印可以通过提供快速灵活的方法来生产具有不同成分的小批量药物,从而简化这一过程。这些做法在目前的制造条件下得不到很好的支持,这减慢了研究进程并且需要大量资源投入。

病人应用程序

医学的实践正朝着个性化的方向发展。在我们对分子生物学和遗传学理解的进步的推动下,现在存在潜在的可能性,即针对个体特定疗法,以实现最大限度的益处和最小的副作用。3D打印可以帮助实现这种潜力,使适合个人基因特征、疾病状态、性别、年龄、体重和其他特征的定制药物的生产成为可能。3D打印也可以用来创造具有独特性质的复合药物片剂。这些片剂的几何形状和空间分布可影响它们在人体内代谢和分布的方式,为个性化增添了新的层面。最后,儿童和老人通常需要特定剂量的药物。由于当前生产的不灵活性,许多人已经采取粉碎或分裂片剂以达到期望的剂量。这带有一定程度的不确定性,但可以通过使用3D打印来消除这一不确定性。

虽然3D打印在药物开发和患者管理方面的潜力确实很高,但整合这一技术的道路充满了重大挑战。毫不奇怪,其中大部分涉及到法规和安全。药品制造业目前的质量控制是非常彻底和详尽的。伦理学家担心,同样的监督水平不能应用于3D打印。此外,如果打印机之间存在差异,则标准化可能会很困难。显然,理想的用于药物开发的3D打印技术尚未发明出来,但随着最近FDA批准首批3D打印片剂,该技术肯定会在未来用于药物制造。

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