3D打印在藥物製造中的應用潛力是快速、靈活的進行按需定製化生產(chan) ，但藥物製造對於(yu) 定製化的需求並非是實現定製化的外觀那麽(me) 簡單，而是從(cong) 藥品功能上實現定製化，具體(ti) 來說是按需製造具有不同劑量、物理特性或釋放曲線的藥物。

那麽(me) ，基於(yu) 3D打印的製藥技術對普通患者和現有的製藥方式、治療方式可能產(chan) 生哪些影響呢?美國聖約翰大學(Saint John’s University)工業(ye) 藥劑學教授Abu Serajuddin博士基於(yu) 他所從(cong) 事的藥物3D打印研究，對3D打印藥物定製在個(ge) 性化醫療中發揮的作用談了幾點看法。本期，我們(men) 結合Abu Serajuddin博士從(cong) 事的相關(guan) 研究工作和觀點，從(cong) 藥物定製的角度來了解3D打印在個(ge) 性化醫療中的價(jia) 值。

為(wei) 什麽(me) “個(ge) 性化醫療”很重要?

Serajuddin博士表示，人與(yu) 人之間存在個(ge) 體(ti) 差異，比如說即使是得了同種疾病的兩(liang) 個(ge) 不同患者，對治療藥物都可能存在不同的需求，或者是對劑量的需求有所不同。而個(ge) 性化藥物則能夠根據患者個(ge) 體(ti) 需要或患者的遺傳(chuan) 結構以及健康狀況進行個(ge) 性化治療。

但目前的藥物劑量是標準化的，比如說治療某疾病的片劑是100毫克的，但患者實際所需的劑量高於(yu) 或低於(yu) 這個(ge) 劑量，那麽(me) 患者往往需要依靠粉碎或掰開藥片獲得所需劑量，但通過這種方式無法得到非常精確的劑量。總之，標準化劑量的藥物，無法滿足所有患者的需求。

在製藥中怎樣應用3D打印技術?

St. John’s 大學正在利用熔融沉積成形(FDM)3D打印技術製造藥物。該大學實驗室中擁有完善的設施，在研究中，實驗室工作人員首先使用設備製造出藥物3D打印所需的絲(si) 材。

在製造絲(si) 材製之前，有一項很重要的工作是選擇適合藥物製造所需的聚合物材料。市場上雖有很多聚合物3D打印線材，但其中多數材料並不能用於(yu) 製藥。比如說用於(yu) 打印電子產(chan) 品塑料件的材料溶解速度是非常緩慢的，而製藥用的聚合物則需要能夠快速溶解，因為(wei) 大多數藥物需要在服用後快速起效。

基於以上原因，實驗室選擇的適合用於製藥的聚合物材料往往是不易於通過FDM 3D打印機進行熱熔擠出的材料。實驗室在研究過程中，對這類聚合物變軟的溫度(即材料的玻璃化轉變溫度)進行表征，並確定這類材料能夠通過3D打印擠出的粘度。除此之外，用於3D打印的藥物製造用聚合物絲材還需要具有一定的韌性。這些都是實驗室正在開展的工作。

3D打印技術如何加速個性化醫療的發展?

Serajuddin博士表示，從製藥的角度來看，3D打印可以更加靈活的按需製造具有個性化劑量的藥物。

現階段，3D打印技術在加速新藥研發方麵具有更明顯的價值。這是由於，在新藥的臨床研究過程中，如果患者對某一劑量的藥物沒有反應，那麽通過3D打印可以迅速製造出不同劑量的藥片，這將縮短藥物的研發周期。

事實上，據了解，不僅是在新藥的臨床研究階段，3D打印將發揮作用以上作用，在藥物早期研發階段，3D打印技術也能夠發揮類似作用。倫敦大學藥學院曾在《藥理學趨勢》一書中發表過，藥物開發的早期階段對於確定分子是否具有可接受的毒性水平的治療潛力至關重要，而這一階段的失敗率很高，因此企業希望通過盡可能節約成本的方式識別候選藥物分子。雖然計算工具在篩查中扮演著重要角色，但潛在的藥物必須通過經常在模型生物體上進行的臨床前實驗，才能進入臨床試驗階段，部分研究涉及到測試不同的製劑和劑量以確定其效果。3D打印可以通過提供快速靈活的方法來生產具有不同成分的小批量藥物，從而加速藥物的研發。

Serajuddin博士表示，未來當3D打印技術成熟的時候，患者或許可以通過個性化藥方，在具有3D打印藥物製造能力的藥房即可獲得所需的個性化藥物。

未來所有藥物都有必要個性化製造嗎?

Serajuddin博士對此表示，並非有所有患者都需要個性化劑量的藥物，比如說對於很多需要長期服藥的慢性病的患者來說，他們對於自己每天需要服用的藥物劑量、數量已經非常了解，因此並不需要個性化定製的藥物。

目前的大規模藥物生產線每天可以製造數百萬片藥物，迄今為止，現有製藥體係運行良好。目前還很難說，3D打印個性化藥物製造方式是否會在將來取代現有的製藥方式。但目前看來，至少對於新藥的臨床研究，3D打印個性化藥物製造技術將是有意義的，因為當臨床研究者並不確定一個人的通用成分時，醫生可以根據個人的基因組結構確定藥物劑量，這時就可以應用3D打印技術。