最近在制药3D印刷的发展：鸟瞰的视角

为了提高药物的治疗效力的药物产品的开发正在不断看到在创建新的递送方法的进步。此外，3D印刷（3DP）已被用于生产药物输送系统和生物医疗设备，从而在医疗部门一个范例变化。

对于批量生产，传统制造通常需要对多个配料进行综合优化，而增材制造则不需要对配方或配料量进行前期优化。尽管机械设备已经发展，但生产方法在很大程度上保持不变，仍然依赖于粉末和颗粒的压缩。传统的制造是时间、资源和精力的密集型，而3DP在时间、资源和精力方面非常高效和划算。此外，与以人口为中心的策略不同，定制3DP技术允许快速设计和开发针对特定患者的定制药物治疗。

图1：传统和立体印刷之间的主要差

用于输送药物和生物的目的，已经开发了许多3D印刷的方法。粘合剂喷印（BJP），熔融沉积成型（FDM），半固体挤出（SSE），选择性激光烧结（SLS），和立体光刻（SLA）是一些最显著方法。我们将为您提供的这些方法的简要介绍图2。

图2:3D打印技术

最新进展

3 d印制Polypills

“复方药”一词指的是含有多种药物混合物的一片药片，这可能会改善服用多种药物的患者的依从性。它还可以定制特定的药物组合或药物释放，以满足人[2]的要求。这对多药患者尤其有益，如患有多种疾病的老年患者。Genina等人创造了一种结合利福平和异烟肼的口服双室剂量单位，以物理分离和调节这种抗结核药物组合的释放情况。该团队在计算机辅助设计的帮助下分两步创建了这个单元。

将3D打印和机器学习结合在制药业

通过准确、及时地预测载药产品的关键工艺参数和配方特性，ML具有降低成本和简化3DP工艺的潜力。ML和3DP都是数字化过程，它们的结合可能有助于从万能疗法向数据驱动组学的转变，并有助于定制药物[3]的生产。3DP和机器学习可以共同利用人类学习智能来加快药品开发，保证严格的质量控制(QC)，并激发新的剂型设计。机器学习技术可能会带来一个定制治疗的新时代，简化3DP给药。

选择性激光烧结（SLS），用于将结晶性药物的无定形和改善的溶解性和生物利用度

在药物发现和先导物优化过程中发现的大量化合物由于它们的剂量依赖性水溶性差而被拒绝，因此生物利用度有限，因此，这些药物分为BCS II类和IV类。SLS-3DP作为一种可行的片剂生产方法正在迅速发展。[4]已经证明了该技术在制药部门的动态应用。通过试验各种打印设置，SLS-3DP能够为患者定制药物。以前的研究已经表明，通过使用精确的激光设计不同的晶格几何形状来控制药物从片剂基质释放的能力。通过改变激光速度、腔温度和表面温度，可以打印出SLS-3DP非晶态固体分散体。将水溶性差的药物转化为无定形以获得更好的溶解性和生物利用度的能力被描述为SLS-3DP的新应用。

融合沉积建模3D打印植入药物递送

在骨缺损的临床治疗中，一种合适的载药种植体给药系统非常重要，该系统能够在术后病变区域有效释放抗菌药物，协助骨感染的愈合。这项研究的目的是看看三维(3D)打印技术是否可以用于生产用于骨愈合的载药植入物。模型药物选用环丙沙星(CIP)，[5]采用半固态挤压(SSE)和熔断器沉积建模®(FDM)技术。种植体表面光滑，机械性能优良，结构完整，尺寸正确。体外释药试验表明，3D打印植入物与传统方式生产的植入物相比，延迟了首次药爆效应，并表现出长期的缓释行为。在骨缺损的临床治疗中，一种合适的载药种植体给药系统非常重要，该系统能够在术后病变区域有效释放抗菌药物，协助骨感染的愈合。这项研究的目的是看看三维(3D)打印技术是否可以用于生产用于骨愈合的载药植入物。模型药物选用环丙沙星(CIP)，采用半固态挤压(SSE)和熔断器沉积建模®(FDM)技术。种植体表面光滑，机械性能优良，结构完整，尺寸正确。体外释药试验表明，3D打印植入物与传统方式生产的植入物相比，延迟了首次药爆效应，并表现出长期的缓释行为。

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从3D打印先锋的见解

自2004年以来，Aprecia已开拓三维印刷（3DP）的技术用于药物制剂和制造。Aprecia厂家SPRITAM®（左乙拉西坦），这是世界上第一个也是唯一FDA批准并上市的3D印刷用药。该公司将继续推进其能力，以提供新的药物剂量和交付平台，以解决显著未满足患者的需要。继续阅读

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4D药物打印

四维(4D)打印的新想法是创造可能性的破坏性流的结果。4D打印技术基于3D打印的概念基础，包含了第四个维度，即时间。印刷品可能会改变其配置(例如，形式、属性或功能的改变)。除了由智能材料制作，4D打印物品的编程还依赖于物体的3D设计。更准确地说，为了诱导特定的形态变化，必须仔细检查物品内部智能材料的结构和方向。用外行人的话说，4D打印通常是基于智能材料的3D打印，构建可以自我折叠或展开的动态结构。值得注意的是，其中一些智能材料现在被用于制药和药物递送。

这将为结合3DP的个性化能力和智能材料的智能动力学的疗法的发展打开大门。

结论

Though 3D printing has the potential to play a role in the individualization of medication treatment in clinical settings, considerable study is also needed to overcome the limits of the present technology .The use of ‘smart medicines’ may offer more focused treatment that is customized for the needs of each individual patient, ushering in a digital revolution in medication delivery and healthcare. Whether this will be accepted as a process will need to be seen, but there has been a steady increase in expert and research-based use of 3D printing and medication delivery systems in the last year. The worldwide 3D printing healthcare market is expected to reach US$3692 million by 2026, expanding at an 18.2 percent compound annual growth rate (CAGR) from 2019 to 2026. Currently, technological and quality control restrictions are the most significant barriers to 3D printing adoption. It is expected that once an optimal printing platform is developed, 3D printers would take over pharmaceutical shelves, ushering in a new age of digital health.

作者:布勒Khamkar|来源:医药3D打印的最新发展，AM编年史那Aditya Chandavarkar

参考:

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• [2]。Kotta驯，S.，奈尔，A.，＆Alsabeelah，N。（2019）。3D打印技术在药物输送：最新进展和应用。当前的药物设计那24.（42），5039-5048。DOI：10.2174 / 1381612825666181206123828
• [3] Elbadawi, M.， McCoubrey, L.， Gavins, F.， Ong, J.， Goyanes, A.， Gaisford, S.， & Basit, A.(2021)。用机器学习颠覆了药物的3D打印。药理学趋势．DOI：10.1016 / j.tips.2021.06.002
• Davis, D.， Thakkar, R.， Su, Y.， Williams, R.， & Maniruzzaman, M.(2021)。选择性激光烧结三维打印单步法制备非晶态固体分散剂型以提高溶解性和溶解速率。制药科学杂志那110.(4), 1432 - 1443。doi: 10.1016 / j.xphs.2020.11.012
• 锅,崔[5],M H。李,L,方,D,太阳,H &乔,s . et al。(2021)。基于3D打印技术的患者特异性环丙沙星植入物给药系统的探索与制备制药科学杂志．doi: 10.1016 / j.xphs.2021.08.004
• Firth, J.， Gaisford, S.， & Basit, A.(2018)。一个新的维度:4D打印在制药领域的机遇。3D打印的药品, 153 - 162。doi: 10.1007 / 978 - 3 - 319 - 90755 - 0 - _8

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