用3D打印，改變現(xiàn)代制藥業(yè)(2)
時間：2022-01-21 09:35 來源：極客公園 作者：admin 閱讀：次
02 從科學設想到產(chǎn)品
3D 打印制藥的歷史可以追溯到 1996 年。麻省理工學院（MIT）的 Michael Cima 教授首次嘗試用「粉末黏結」3D 打印技術來制藥，之后便吸引了不少機構跟進研究。目前，像德國默克、美國默沙東這樣的藥企巨頭都對 3D 打印制藥有所布局。不過，就發(fā)展階段而言，完成技術驗證，實現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)的公司只有兩家，注冊第一款藥物的美國公司 Aprecia 之外，另一家便是三迭紀。
在技術路線上，兩家公司并不一樣。Aprecia 沿用 MIT 的「粉末黏結」技術，將其工業(yè)化。這種技術將有效成分和輔料制備成粉末，用打印頭噴射黏結劑，使藥片成型。形成的藥片疏松多孔，遇水幾秒內(nèi)就能夠徹底溶解。這樣短時間內(nèi)釋放大量有效成分，快速起效，尤其適用于吞咽困難的服藥人群。不過這種方式無法打印復雜的藥物內(nèi)部結構。三迭紀選擇了熱熔打印。熱熔打印的思路是將固體融化成半固體，通過打印頭擠出，再凝固成需要的形狀。
常見的熱熔打印技術進料必須是線材，這就對原料多了一層限制。三迭紀首創(chuàng)了熱熔擠出沉積（MED Melt Extrusion Deposition）的新技術。將粉末狀的原料和輔料軟化或融化成可流動的半固體，通過打印頭擠出，層層打印，沉積凝固，最終成為預先設計好的三維結構。
這樣可以打印的材料更廣泛，技術也更普適。
技術路線，和想實現(xiàn)的效果直接相關。成森平介紹，三迭紀希望實現(xiàn)結構制劑，“擠出式”這樣的 3D 打印原理最適合。她形容三迭紀是一家由兩位理想主義者創(chuàng)立的公司。李霄凌是美國太平洋大學（University of the Pacific）藥學院終身教授，有 30 年藥物傳遞技術研發(fā)經(jīng)驗，有豐富的科學想象力。談到自己對技術的興趣，他告訴極客公園，他對電、機械都很喜歡，在車庫里有自己的車床。成森平曾是揚子江藥業(yè)美國分公司的創(chuàng)始人，有 11 年的中美兩國創(chuàng)業(yè)經(jīng)驗。她一直想做源于中國，影響全球的技術創(chuàng)新。
專利手繪稿及第一個 3D 打印藥片 | 來源：三迭紀
公司成立前幾個月，李霄凌畫了一系列專利手繪稿。第一個專利手繪稿上設想了一枚有三個腔室的藥片，旁邊是對應三種不同成分的釋放曲線。歷時半年，第一個內(nèi)部有結構的藥片終于被原型機打印出來。如今，三迭紀的 3D 打印技術能夠打出結構復雜、目前工藝很難實現(xiàn)的藥片。例如一款為嚴重失眠患者設計的藥物，一個藥片包含三種不同成分，三種釋放曲線。藥物進入人體后，首先釋放的是作為鎮(zhèn)定劑的唑吡酮，幫助患者快速進入睡眠狀態(tài)。
隨后，第二種成分——褪黑素才開始釋放，而它會恒速釋放七個小時左右，貫穿整個睡眠時間；而在清晨，第三種成分——約等于一杯咖啡效果的 70 毫克左右的咖啡因才會釋放，喚醒患者。
嚴重患者的失眠藥物設計 | 來源：三迭紀
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