個性化精準用藥，深圳森工高通量藥物3D打印機AUTUBIO-2000

南極熊導讀：3D打印在制藥業(yè)擁有巨大的應用潛能，能夠為患者和行業(yè)提供創(chuàng)新的解決方案，可以用于精確構建劑型結構，通過調(diào)控藥物釋放模式滿足多種臨床需求，并且能夠推進以患者為中心的治療。

南極熊獲悉，深圳森工科技有限公司與“廣東省醫(yī)藥3D打印機及個性化醫(yī)療工程技術研究中心”聯(lián)合研發(fā)生產(chǎn)的多通道藥物3D打印機AUTUBIO-2000，已被客戶用于研制“3D打印胃漂浮制劑”、“3D打印鹽酸二甲雙胍控釋片”、“3D打印口崩速釋制劑”、“3D打印個性化口腔貼片”等3D打印個性化精準用藥及藥物分劑量打印。

3D打印的胃滯留制劑，實現(xiàn)藥物在胃中的長效滯留，提高藥物生物利用度和疾病的治療效果。

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我國衛(wèi)生部藥品不良反應監(jiān)測中心的數(shù)據(jù)顯示：住院病人中，每年約有19.2萬人死于藥品不良反應，不良反應發(fā)生率為10%-20%；家庭用藥不良反應需要住院治療的病人則多達250萬人，約占5%（世界衛(wèi)生組織WHO在發(fā)展中國家的調(diào)查資料）。除藥物不良反應外，降壓藥的藥物無效利用率高達50%，降糖藥的藥物無效利用率為43%，降脂藥的無效利用率為38.5%。其中的部分原因為功能單一、規(guī)格單一的藥物制劑無法滿足人這一復雜生物體在相同疾病上不同的癥狀治療。因此，如何實現(xiàn)藥物制劑的升級迭代，提高患者的用藥順應性和治療效果，是藥學科研工作者的關注重點之一。

在藥物制劑中，固體制劑由于其攜帶和儲存的便利性仍然是最常用的。然而，傳統(tǒng)工業(yè)的大批量固定規(guī)格生產(chǎn)的劑型難以實現(xiàn)基于患者的實際情況來滿足患者個性化用藥的需求。3D打印藥物制劑相對于傳統(tǒng)制藥技術，有著許多優(yōu)勢，靈活的個性化定制能力和精準的劑量控制是其核心優(yōu)勢。通過3D打印技術的“按需”生產(chǎn)藥物制劑可克服傳統(tǒng)制造方式的“一刀切模式”，可滿足患者在年齡、體重、器官功能和疾病嚴重程度方面的個性化用藥需求。

△臨床個性化用藥的策略

3D打印個性化精準用藥
幾十年來，因個性化劑量用藥需求，醫(yī)院常采用徒手分劈、剪藥器分片、磨粉分包、固體制劑液體化法等方法進行藥品分劑量院內(nèi)調(diào)劑，存在人為操作導致的劑量差異或引入新雜質(zhì)，尤其是用藥劑量敏感的藥物（如華法林鈉、螺內(nèi)酯等）。因此，如何為兒童和老年人提供特殊藥物的精準分劑量調(diào)劑服務，是臨床藥學工作者需要面對的一個巨大難題。

傳統(tǒng)口服固體制劑有著便捷、成本低、劑量精準、用藥順應性高、易存儲等優(yōu)點，是應用最廣泛的藥物遞送系統(tǒng)。然而，傳統(tǒng)工業(yè)化單規(guī)格大批量生產(chǎn)的制劑已不能滿足人這一復雜生物體的需求。3D打印靈活的個性化定制和精準的劑量控制能力，“按需”生產(chǎn)藥物制劑以克服傳統(tǒng)制造方式的“一刀切模式”，滿足患者在年齡、體質(zhì)量、器官功能和疾病嚴重程度等方面的個性化用藥需求。

利用3D打印靈活的結構定制能力和精準的劑量控制，克服了傳統(tǒng)制造方式的“一刀切模式”、滿足患者在年齡、體質(zhì)量、器官功能和疾病嚴重程度方面的個性化用藥需求。3D打印可避免傳統(tǒng)藥物分劑量調(diào)劑手段存在劑量差異大、形狀不規(guī)則、儲存困難、穩(wěn)定性差、用藥順應性低、劑量規(guī)格有限等問題，可為醫(yī)院提供小批量、高精度、多規(guī)格、批間差異小、便捷穩(wěn)定的藥品調(diào)劑服務，滿足兒童及老年人等特殊群體的精準用藥需求。

從客戶測試的數(shù)據(jù)分析可以看到，使用AUTUBIO-2000 打印出來的片劑各項質(zhì)量完全符合《中國藥典》要求

3D打印改良型劑型
以胃滯留制劑為例。由于出色的患者依從性、劑量精準和靈活的配方組合，口服給藥系統(tǒng)是目前應用最最廣泛的給藥途徑。然而，在治療胃腸道上端疾病時，傳統(tǒng)的口服給藥系統(tǒng)顯示出有限的治療效果。其中一個重要的因素是這些制劑的胃滯留時間短（GRT）和不可預測的胃排空時間（GET），胃排空作用會導致藥物難以在胃中釋放完全，導致給藥劑量下藥效降低。尤其對以下藥物發(fā)揮治療效果影響大：藥物難溶性（如格列吡嗪）；在胃中吸收的藥物（如核黃素）；在腸道中溶解度低或不穩(wěn)定的藥物（如卡托普利）；在胃中起局部作用或代替胃酶的藥物（如克拉霉素治療幽門螺桿菌感染）。

3D打印作為一種非壓縮式藥物遞送系統(tǒng)開發(fā)工藝，可制備低密度制劑、具有漂浮倉的漂浮制劑和特殊結構的胃滯留制劑等，實現(xiàn)藥物在胃中的長效滯留，提高藥物生物利用度和疾病的治療效果。

藥物3D打印設備
AUTUBIO-2000高精度多通道藥物3D打印設備，經(jīng)過3代技術升級迭代，具備了多功能、模塊化、多材料、多通道、多模式、高精度等特點，能夠?qū)崿F(xiàn)同等級進口設備相同的功能，甚至在“獨立多通道”這個領域領先于進口設備。目前該設備已為多所高校、科研院所、醫(yī)療機構所采用，該設備可滿足藥物先進制造中的研發(fā)需求，在藥物結構、藥物劑量、藥物劑型、藥物精準控制等方面具有很強的研發(fā)推動作用。

AUTUBIO-2000采用了墨水直寫技術（DIW：Direct Ink Writing），可支持漿料、液體、懸浮液、熔融體（硅膠、水凝膠、明膠、羥基磷灰石、藥物細胞懸液、液體等構成的溶液、懸浮液、漿料或者熔融體）等十多種不同生物打印材料與多種打印噴嘴及功能模塊。通過不同材料，不同模塊之間的組合，可調(diào)制出數(shù)十種不同的打印工藝模式，涵蓋了藥物分劑量打印、藥物新劑型研發(fā)、陶瓷應用研發(fā)、生物水凝膠美容研發(fā)、仿生組織器官、組織工程支架、細胞研究與治療等大多數(shù)生物、藥物3D打印應用場景。

參考文獻：
[1]陳培鴻等.3D打印在藥物遞送領域的應用進展[J].中國藥房,2021,32(13):1657-1664.