自2015年首款3D打印藥物獲批以來(lái),藥物3D制造技術(shù)持續(xù)突破?;诔墒斓脑霾闹圃旒夹g(shù)體系,制藥行業(yè)通過(guò)工藝適配與創(chuàng)新,已開(kāi)發(fā)出多種專用技術(shù)路徑。這一進(jìn)程得益于倫敦大學(xué)學(xué)院(UCL)制藥生物技術(shù)衍生企業(yè)FabRx的深度參與,該公司專注口服劑型3D打印,其科學(xué)家PatricijaJanuskaite等研究者推動(dòng)了技術(shù)落地。
熔融沉積成型(FDM/FFF)
FDM/FFF工藝是藥物3D打印領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的技術(shù)之一。通過(guò)載藥細(xì)絲的熔融沉積,可實(shí)現(xiàn)藥丸的定制化生產(chǎn)。該技術(shù)的核心挑戰(zhàn)在于精準(zhǔn)調(diào)控?cái)D出溫度,以確?;钚猿煞衷诩庸み^(guò)程中保持穩(wěn)定。PatricijaJanuskaite指出:"FDM工藝支持多藥聯(lián)用(聚藥制劑)及緩釋/延遲釋放片劑的制備。"
除直接使用載藥細(xì)絲外,行業(yè)還開(kāi)發(fā)出不影響藥物穩(wěn)定性的惰性細(xì)絲。例如MultiplyLabs的控釋膠囊方案:通過(guò)3D打印技術(shù)構(gòu)建超薄壁隔室,實(shí)現(xiàn)不同藥物在30分鐘至2小時(shí)內(nèi)分階段釋放,單顆膠囊可集成4-5個(gè)獨(dú)立隔間。該技術(shù)還推動(dòng)了對(duì)復(fù)雜配方的開(kāi)發(fā),如Deglumed2023項(xiàng)目采用擠壓工藝,為吞咽困難患者研發(fā)快速溶解的口服制劑。
直接粉末擠出技術(shù)
該技術(shù)源于首款3D打印藥物ZipDose?的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn),通過(guò)調(diào)整材料孔隙率,可實(shí)現(xiàn)高載藥量與快速崩解特性。FabRx已對(duì)此技術(shù)申請(qǐng)專利,其原理是利用單螺桿擠出機(jī)將活性成分與賦形劑的混合粉末通過(guò)噴嘴擠出成型。據(jù)FabRx團(tuán)隊(duì)介紹,該工藝支持持續(xù)釋放或延遲釋放劑型的制備。
立體光刻(SLA)
SLA技術(shù)通過(guò)光固化液體光聚合物或樹(shù)脂實(shí)現(xiàn)藥物制劑的成型?;钚猿煞挚烧现辆酆衔锞W(wǎng)絡(luò)中,用于生產(chǎn)載藥片劑或開(kāi)發(fā)緩釋醫(yī)療設(shè)備。該技術(shù)在多藥物復(fù)合制劑領(lǐng)域展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢(shì),可實(shí)現(xiàn)不同藥物在單一3D膠囊中的精準(zhǔn)組合。
選擇性激光燒結(jié)(SLS)
SLS技術(shù)通過(guò)激光融合活性成分與共聚物的混合粉末,可制備具有控釋、口腔分散等特性的藥物劑型。UCL制藥系主任、FabRx聯(lián)合創(chuàng)始人SimonGaisford教授評(píng)價(jià):"SLS技術(shù)開(kāi)創(chuàng)了無(wú)粘合劑片劑的制造可能,區(qū)別于傳統(tǒng)粘合劑噴射工藝。"
材料噴射打印技術(shù)
該技術(shù)雖源自2D打印原理,但通過(guò)改進(jìn)已適用于藥物制造。其工藝類似于粉末粘合技術(shù):通過(guò)噴嘴將活性成分與賦形劑的組合墨水噴射至打印平臺(tái),隨后利用粉末基質(zhì)固化并粉碎成型。2019年,東安格利亞大學(xué)研究人員開(kāi)發(fā)出熱熔液滴3D打印工藝,采用壓電系統(tǒng)控制的噴嘴沉積液滴。2024年,諾丁漢大學(xué)增材制造中心推出的多材料噴墨3D打?。∕M-IJ3DP)技術(shù)進(jìn)一步拓展了應(yīng)用邊界:其采用可溶性聚合物墨水(聚ACMO),經(jīng)紫外線固化后可在片劑內(nèi)部形成水溶性活性物質(zhì)骨架。
除上述技術(shù)外,部分工藝還存在變體形式,多家制藥企業(yè)正加速自有技術(shù)的開(kāi)發(fā)或現(xiàn)有工藝的改進(jìn)。越來(lái)越多的初創(chuàng)公司加入這一賽道,如法國(guó)企業(yè)MBTherapeutics等,共同推動(dòng)藥物3D打印技術(shù)的商業(yè)化進(jìn)程。
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