近日，南京三迭紀醫藥科技有限公司（以下簡稱三迭紀）宣布，該公司首個(ge) 3D打印藥物產(chan) 品T19獲得中國國家藥監局藥物臨(lin) 床試驗（IND）批準。該產(chan) 品在中國按照2.2類改良型新藥進行注冊(ce) 申報，是已知公開的首個(ge) 在中國獲得IND批準的3D打印藥物產(chan) 品。

3D打印技術也稱增材製造技術，是在計算機程序控製下，根據物體(ti) 的三維立體(ti) 數字模型，將金屬、高分子等可粘合材料通過“分層打印，逐層疊加”的方式直接製造出三維實體(ti) 。與(yu) 傳(chuan) 統製造技術相比，3D打印能夠減少複雜的工藝流程，以較高的生產(chan) 效率製造出具有特殊外型或複雜內(nei) 部結構的物體(ti) 。3D打印技術已從(cong) 最初用於(yu) 生產(chan) 簡單的塑料原型，拓展應用於(yu) 製藥領域，並將成為(wei) 藥物研發的加速器和先進手段，推進製藥行業(ye) 數字化和智能化。

藥物3D打印技術縱覽

發展曆程

目前已有6種3D打印技術被用於(yu) 製藥領域

根據美國材料與(yu) 試驗協會(hui) （ASTM) F42 增材製造技術委員會(hui) 的分類標準，基於(yu) 材料擠出成型、粘合劑噴射成型、粉末床熔融成型和光聚合固化4種原理的6種3D打印技術被應用於(yu) 製藥領域。這6種技術分別是熱熔擠出沉積（MED）、熔融沉積成型（FDM）、半固體(ti) 擠出(SSE)、粉末粘結(PB)、選擇性激光燒結（SLS）和光固化成型（SLA)。

20世紀80年代末，各類3D打印技術如雨後春筍般出現。1996年，全球第一家藥物3D打印公司Therics成立，大膽嚐試將3D打印技術引入傳(chuan) 統製藥領域。2015年，Aprecia公司的抗癲癇藥物Spritam獲美國食品藥品管理局（FDA）批準上市，3D打印藥物成為(wei) 現實。應用3D打印技術製造的該藥物具有內(nei) 部多孔的結構，可實現迅速崩解，解決(jue) 吞咽困難的臨(lin) 床需求，是全球第一款3D打印藥物。該藥物的上市，標誌著藥物3D打印這種新興(xing) 技術獲得監管部門認可，同時掀起一輪3D打印藥物的研究熱潮。據弗若斯特沙利文統計，目前全球約有50家企業(ye) 和機構先後進入藥物3D打印領域。

技術分析

MED技術在固體(ti) 製劑領域相對更具有普適性

在全球第一款3D打印藥物上市前，Therics和Aprecia公司均沿著基於(yu) 粉末床熔融成型原理的PB技術進行開發。近年來，基於(yu) 材料擠出成型原理的3D技術逐漸成為(wei) 主流，這主要是由於(yu) 該技術能夠製造出滿意的藥物外觀、設計出複雜的製劑結構、實現藥物精準釋放，且製劑開發時間短、藥物生產(chan) 成本低。

弗若斯特沙利文對前述6種藥物3D打印技術在打印精度、打印溫度、打印材料和載藥、打印設備、藥物結構製劑學方麵的表現進行整理分析後發現，MED技術在固體(ti) 製劑領域相對更具有普適性，且具有巨大的臨(lin) 床應用價(jia) 值。

MED直接將粉末狀的原料藥和輔料混勻熔融，再以高精度擠出，層層打印成型，製備成預先設計的三維結構藥物製劑。使用混勻擠出裝置，可有效實現原料藥和輔料粉末的混合、熔融和輸送，為(wei) 連續化進料和打印提供了可能；使用精密擠出裝置可實現高精度打印；使用多個(ge) 打印站協同打印和打印頭陣列等創造性工程學技術手段，利用多材料構建藥物複雜的內(nei) 部三維結構並實現高效率、高通量的規模化生產(chan) ，解決(jue) 了FDM、SSE等同樣基於(yu) 材料擠出成型原理的3D打印技術在藥物製備上的不足。

此外，MED還能夠實現複雜結構劑型設計，精準控製藥物釋放。據悉，三迭紀公司應用MED技術研製的產(chan) 品T19用於(yu) 治療類風濕性關(guan) 節炎，能夠控製藥物釋放的時間，患者睡前服用，血液中的藥物濃度會(hui) 在疾病症狀最嚴(yan) 重的早晨達到高峰，緩解患者早起後出現關(guan) 節僵硬、疼痛、功能障礙等症狀。

技術優(you) 勢

個(ge) 性化用藥成為(wei) 可能，能夠幫助滿足多種臨(lin) 床需求

在製藥行業(ye) 發展中，盡管人們(men) 對製藥的流程和成本進行了優(you) 化，但其缺乏靈活度，不一定與(yu) 藥物開發或多元化的臨(lin) 床需求相兼容，而藥物3D打印具有高度的靈活性，且生產(chan) 過程是數字化、連續化的，具有變革現有設計、製造和使用藥物方式的潛力。

在藥物設計上，藥物3D打印可以通過打印材料的選擇、模型的設計和工藝參數的調節來控製藥物的外觀形狀和內(nei) 部結構（如劑量、形狀、硬度、純度、溶解性等），從(cong) 而更好地控製藥物釋放周期、釋放位置及釋放速率，進而解決(jue) 多種臨(lin) 床需求。

在藥物製造上，與(yu) 傳(chuan) 統製藥工藝相比，藥物3D打印生產(chan) 工藝簡潔，所需設備更小，可實現按需生產(chan) ，提高製藥效率。默克公司還將3D打印技術用於(yu) 加速臨(lin) 床試驗。根據數據預測，在Ⅰ~Ⅲ期臨(lin) 床試驗中，利用3D打印技術或可將製劑開發時間減少60%左右。

在藥物使用上，3D打印藥物可以憑借高度靈活性，按照患者性別、年齡、體(ti) 重、疾病程度等信息，為(wei) 每個(ge) 患者單獨設置劑量或定製複方藥物，提高患者用藥安全性和依從(cong) 性，使個(ge) 性化用藥成為(wei) 可能。

應用市場

3D打印技術在以小分子為(wei) 主的固體(ti) 製劑市場中將加速拓展及應用

藥物3D打印技術作為(wei) 一種新興(xing) 技術，可應用於(yu) 固體(ti) 製劑領域。固體(ti) 製劑以小分子藥物為(wei) 主導。根據弗若斯特沙利文統計的數據，近年來，小分子藥物市場發展較快，2016年至2019年，全球小分子藥物市場規模已從(cong) 9328億(yi) 美元增至10380億(yi) 美元，中國小分子藥物市場規模已從(cong) 7226億(yi) 元增至8190億(yi) 元。2020年，新冠肺炎疫情影響了醫藥流通，小分子藥物全球市場規模和中國市場規模均出現小幅回縮。預計未來小分子藥物市場規模還會(hui) 持續擴大，全球市場規模將於(yu) 2025年增至11813億(yi) 美元，中國市場規模將於(yu) 2025年增至9752億(yi) 元。

相較於(yu) 傳(chuan) 統固體(ti) 製劑，3D打印藥物能夠更好地控製藥物釋放，提高藥物療效，減輕藥物副作用，降低給藥頻次。目前全球已有數款3D打印藥物的新藥臨(lin) 床試驗申請獲批，進入臨(lin) 床試驗階段。未來，將有更多3D打印藥物實現商業(ye) 化，為(wei) 患者提供更多用藥選擇，3D打印技術在以小分子為(wei) 主的固體(ti) 製劑市場中將加速拓展及應用。

藥物3D打印行業(ye) 縱覽

發展現狀

主要發展方向為(wei) 規模化生產(chan) 和個(ge) 性化製藥

自1996年全球第一家藥物3D打印公司成立以來，經曆20多年的發展，如今3D打印製藥技術憑借數字化、個(ge) 性化的製造方式，為(wei) 占據藥物市場半壁江山的固體(ti) 製劑的發展注入了新動力和新模式。

3D打印藥物公司的技術路線並不相同，各有其技術偏好，行業(ye) 主要發展方向為(wei) 規模化生產(chan) 和個(ge) 性化製藥兩(liang) 種。

規模化生產(chan) 沿用了當前的藥物生產(chan) 模式，符合現在藥物開發、注冊(ce) 和商業(ye) 流通的規律，先後通過開發固定劑量的藥物產(chan) 品、進行藥品注冊(ce) 和規模化生產(chan) ，向全球市場供貨。

Aprecia公司和中國企業(ye) 三迭紀正沿著這一方向發展，並真正將3D打印技術應用到藥物產(chan) 品開發及商業(ye) 化階段。Aprecia公司已開發出滿足藥品生產(chan) 質量管理規範（GMP）要求的規模化生產(chan) 係統，能夠實現10萬(wan) 片/日的產(chan) 能，並已有一款3D打印藥物上市。三迭紀則擁有自動化、連續化的GMP 3D打印生產(chan) 線，年產(chan) 能達5000萬(wan) 片，已有兩(liang) 款藥物獲得FDA的IND批準。此外，默克公司也在規模化生產(chan) 方向上進行探索，發起了一個(ge) 藥物3D打印創新項目，目前正在通過藥物3D打印技術生產(chan) 臨(lin) 床試驗用藥，未來計劃用於(yu) 規模化生產(chan) 。

個(ge) 性化製藥 3D打印技術在調節藥物劑量、藥物組合和生產(chan) 方式上具有靈活性，可根據患者個(ge) 體(ti) 需要進行藥物定製化生產(chan) 。

FabRx公司在個(ge) 性化製藥方向走在前列，研究了包括FDM、SLS、SLA、SSE及直接粉末擠出（DPE）在內(nei) 的多種適用於(yu) 藥物3D打印的技術，曾為(wei) 楓糖尿症患兒(er) 製備個(ge) 性化藥物。研究性臨(lin) 床試驗結果表明，其能夠更好控製患者體(ti) 內(nei) 亮氨、異亮氨酸和纈氨酸的血液水平，且味道和顏色患者接受度高。現在FabRx公司已與(yu) 法國Gustave Roussy癌症中心開展合作，開發個(ge) 性化藥物用於(yu) 早期乳腺癌治療。

麵臨(lin) 挑戰

技術開發難度大，對監管提出更高要求

3D打印是可見的有望改變藥物製造的下一代技術，但其在開發和應用方麵仍麵臨(lin) 較大挑戰。在技術開發方麵，盡管目前市麵上有多種商用3D打印機，但大多很難直接“遷移”到製藥行業(ye) 。3D打印製藥需要從(cong) 零開始，為(wei) 滿足製藥要求和藥品法規要求而開發專(zhuan) 用設備，還需對製藥工藝和藥物劑型設計進行輔料研究，對藥物三維結構新劑型的釋放機製進行體(ti) 內(nei) 外研究和驗證。技術整體(ti) 開發難度大，對人員專(zhuan) 業(ye) 素質要求高，需要工程學、材料學和藥學等諸多專(zhuan) 業(ye) 學科人才的通力合作。

在技術應用方麵，由於(yu) 3D打印藥物使用全新的製藥技術，因此對於(yu) 藥物3D打印公司而言，需走通特定的法規路徑以保障產(chan) 品未來實現商業(ye) 化。對於(yu) 監管機構，需要適應3D打印作為(wei) 藥物的製造方式，並為(wei) 新技術帶來的變革做好準備。

藥物3D打印生產(chan) 過程連續化、數字化，是各個(ge) 國家和地區監管部門所推進的產(chan) 業(ye) 改革方向。2017年，FDA發布促進新興(xing) 技術用於(yu) 製藥創新的行業(ye) 指南，3D打印藥物是其中一個(ge) 戰略方向。2022年，中國國家藥監部門受理並批準三迭紀產(chan) 品T19的IND申請。

未來趨勢

技術日臻完善，將在規模化生產(chan) 上較早實現商業(ye) 化

經過多年的技術積累，藥物3D打印領域領軍(jun) 企業(ye) 已經顯現，這些企業(ye) 擁有跨學科人才隊伍，以及自主研發和生產(chan) 能力。藥物3D打印領域的頭部公司、跨國藥企、初創公司、研究機構將憑借自身優(you) 勢找到各自定位，構建全新的生態係統，通過合作共同探索更多研發、生產(chan) 和商業(ye) 應用場景，加速新技術的日臻完善和廣泛應用。

藥物3D打印在規模化生產(chan) 和個(ge) 性化製藥兩(liang) 個(ge) 方向均展現出巨大的商業(ye) 潛力。在規模化生產(chan) 方向，已有一款3D打印藥物獲批上市，法規注冊(ce) 路徑清晰；而個(ge) 性化製藥則需要突破更大的法規障礙，同時需要改變藥物商業(ye) 流通體(ti) 係。目前，部分國家和地區的法規部門通過與(yu) 藥企合作，積極探尋個(ge) 性化製藥指導原則，助力新技術解決(jue) 患者因個(ge) 體(ti) 差異而產(chan) 生的不同臨(lin) 床需求。預計10~20年後，個(ge) 性化製藥時代將會(hui) 來臨(lin) ，藥物3D打印有望會(hui) 在規模化生產(chan) 方向較早成功實現商業(ye) 化。

3D打印技術還將推動製藥行業(ye) 邁入智能製藥新時代。藥物3D打印是基於(yu) 計算機模型的數字化生產(chan) 技術，構建了數字化製藥的基礎，相關(guan) 技術更易與(yu) 大數據、人工智能和物聯網等先進的信息化技術以及精密的在線物理和化學檢測技術相結合，用於(yu) 藥物的生產(chan) 流程和質量管理。3D打印藥物在研發和生產(chan) 過程中產(chan) 生的大量工藝和檢測數據，結合技術開發中建立的模型和算法，可反饋和優(you) 化整個(ge) 流程，進而實現智能製藥。