医疗和牙科

默克公司、Aprecia公司和fabx公司就3D打印药物从实验室到临床的转变进行了讨论

提名2021年3D打印行业大奖现在是开放的,你可以说谁现在是行业的领导者。

“3D打印将成为个性化医疗良性循环的基本工具。”

这是Alvaro Goyanes的观点,他是制药3D打印专家的联合创始人和董事FabRx他最近与人合著的论文评估了3D打印药物的现状和该技术的临床潜力。

该论文指出,3D打印为临床制药药物开发提供了几个重大优势,尤其是能够根据患者的个人需求定制药物,加快药物交付时间,并为医院、药店和难以到达的地区提供按需用药。

然而,尽管近年来已广泛证明了这些益处,但该技术的临床潜力尚未实现。

“尽管印刷技术得到了越来越多的支持,但在将这项技术广泛应用于制药行业之前,监管和技术方面仍然存在挑战,”该论文指出。

3D打印行业与论文合著者Goyanes和来自fabx的Anna Worsley就该研究的发现进行了交谈,并从全球制药公司创新中心的片剂添加剂制造创始人Christoph Huels那里获得了见解新利18在线娱乐app默克公司默克公司生命科学商业部门的辅料固体应用负责人芬恩·鲍尔(Finn Bauer)就3D打印药物如何在未来几年从实验室过渡到现实世界的临床应用进行了讨论。

此外,公司业务发展与联盟管理副总裁Kirk Donaldson阿普雷西亚公司背后的fda首次批准3D打印药物Spritam他也分享了为什么该公司认为“人们开始将3D打印药物视为现代技术是很重要的”,而不是未来的技术。

3D打印在医药行业的应用通过FabRx形象。
3D打印在医药行业的应用通过FabRx形象。

3 d打印技术制药

3D打印可以通过提供一种新的方法来彻底改变胃肠道药物的生产柔性药物制造平台可以根据市场变化和病人需求进行调整。新利18在线娱乐app增材制造使按需印刷成为可能第一线的个性化药物在手术室,医院,以及难以到达的地区解决剂量不灵活的问题传统的制片、包封等大规模生产工艺成本高,需要大量的时间和人力。

Goyanes解释说:“制药3D打印有很多应用,我们可以说,它使制造过程更接近患者,使许多不同的患者群体受益。”“它允许药物的个性化剂量,消除了自我准备药物或服用多个药片的需要,每个处方,非商业化剂量,这是一个问题,出现在许多治疗途径,可能导致不良影响。制药3D打印还允许个性化的复方药,即多种药物组合的药片。这将有利于复杂的疾病和共病。”

然而,根据fabx最近的研究,尽管3D打印药物的好处被广泛证明,但该技术的临床潜力尚未实现。本文重点介绍了目前用于制药的主要3D打印技术——粘结剂喷射、缸聚合、粉末床熔合(PBF)、材料喷射和材料挤压。

“每一种3D打印技术都有不同的优点和缺点,每一种都更适合不同的具体应用、药物和患者群体,”Goyanes继续说。“以挤压为基础的技术,如熔融沉积建模(FDM),半固体挤压或直接粉末挤压可能更适合在医院和药房的配药点打印。包括大桶光聚合的其他技术,如数字光处理(DLP)和立体平版(SLA),可能更适合打印载药医疗设备。”

例如,粘合剂喷射形成Aprecia的基础增材制造技术新利18在线娱乐app生产雪碧药片的公司。粘合剂喷射法特别适用于生产具有高载药量的高孔隙率、快速溶解的片剂,如斯普利坦,但也可用于生产复杂制剂,如近零级释放剂型。还原聚合技术,如SLA、DLP和连续液相界面生产(CLIP)通常用于制造具有复杂结构的药物递送装置,例如皮肤输送用微针膀胱内给药装置助听器,药物支架,以及其他应用程序。

在其他地方,由于烧结粉末材料所需的局部高温会导致药物降解的风险,PBF主要被限制在支架等医疗设备的生产中。然而,去年fabricx成功地使用了SLS 3D打印技术进行制造或设计有盲文和月亮图案的分散片协助视障病人服药。

FabRx M3DIMAKER。通过FabRx照片。
FabRx M3DIMAKER。通过FabRx照片。

材料喷射技术已被应用于口腔薄膜、任意几何形状的纳米微颗粒和控释片的生产,而材料挤压技术(如FDM)已被应用于中空结构和不同形状的药片.FDM也使药物释放模式的改变更改3D打印片剂的填充百分比和受控及立即释放剂型。

Goyanes补充说:“在未来,将几种技术用于临床应用将是理想的,最好是结合到一台打印机中。”“这将为更多治疗途径提供完全个性化的药物。”

法布x公司已经开发出了他们声称的第一个GMP(良好生产规范)现成的3D药物打印机,的M3DIMAKER,目前可用于研究目的。在2020年机器推出之前,该公司已经在全球各地的医院、药房和研究机构完成了打印机的试验。

Goyanes说:“M3DIMAKER已经参与了涉及未来临床试验的国家和国际合作,我们正在与MHRA进行沟通,以帮助对这种最先进的技术进行监管。”“它将多种3D打印技术结合到一台机器上,允许灵活使用,并增加个性化的潜力。”

芬·鲍尔,默克公司生命科学业务部门辅料固体应用主管。通过默克照片。
芬·鲍尔,默克公司生命科学业务部门辅料固体应用主管。通过默克照片。

3D打印制药业

近年来,除了围绕3D打印药物的研究兴趣激增外,寻求将该技术商业化的公司也取得了一些显著进展。默克公司就是这样的公司之一,该公司在2020年开始了与默克公司的一个联合项目EOS集团公司AMCM开发和生产3D打印平板电脑首先是用于临床试验,然后是用于商业生产。

Bauer说:“有几项与口服固体剂型3D打印相关的计划正在进行中。”。“默克公司探索了不同的3D打印技术,如粉末喷射、材料挤出和激光烧结。此外,还测试和开发了不同的赋形剂,以用于基于挤出的应用。Parteck MXP是我们生命科学部门用于热熔挤出的聚合物,其在3D打印中的应用已被描述在各种出版物上发表。”

默克公司成立于1668年,是一个重要的大型制药公司。因此,该公司对利用3D打印技术开发药物的兴趣日益浓厚,这可能有助于为该技术在未来的更大程度商业化铺平道路。

“默克创新中心探索了激光烧结用于口服剂型的生产,”Huels补充说。“我们的目标是在第一步为临床试验供应的配方制造提供服务。该团队计划在明年将这项技术提供给客户进行探索性研究。与此同时,3D打印机的开发正在进行中,能够在GMP环境下工作。预计GMP解决方案将在两到三年内投入市场。”

然而,Huels指出,在扩大3D打印药物的商业化生产规模,并将该技术从实验室完全转化到实际的诊所方面,仍然存在某些挑战。

他说:“商业生产需要所谓的‘畅销药物’和每年数十亿片药片供全球供应。”“以目前的产量,3D打印技术无法确保供应。要在较长期内实现这一目标,还需要做出重大改进。然而,目前的产量已经或将很快适合于孤儿或较小的肿瘤适应症,这些地区每年只需要数百万片。”

事实上,Huels观察到,临床供应作为一种应用,已经可以通过一些3D打印技术来满足,因为每个临床试验阶段只需要数千片片剂。

“将3D打印应用于药物开发过程的若干进展正在进行中,”他继续说道。“因此,只需几年时间,就可以通过3D打印向患者提供超过现有药物(斯普利坦)的药物。首先是较小的适应症,其中3D打印的使用将具有最大的商业可行性。

“随着生产能力的进一步提高和制药生产的分散化,可以观察到3D打印在生产中的更广泛应用。”

默克创新中心平板增材制造创始人Christopher 新利18在线娱乐appHuels说。通过默克照片。
Christoph Huels,默克创新中心平板电新利18在线娱乐app脑添加剂制造创始人。默克摄。

实现3D打印药物的商业化

作为该领域的领先者,Aprecia公司已经实现了3D打印药物的商业潜力,该公司的3D打印癫痫药物已获得FDA批准Spritam早在2015年。自那以后,该公司一直在这一领域进行创新,并在今年1月与非营利研发公司建立了合作关系伯特立增加制造业产量并将其3D打印系统从临床供应推进到商业规模。

Donaldson说:“Aprecia积极从事令人振奋的3D打印研究和开发,涉及几个关键领域,包括先进的、以患者为中心的剂型的3D打印配方平台,以及基于改进工艺和新型设备的专有3D打印系统工程。”“我们的第一个配方平台(ZipDose)和开放床打印系统不仅可以用于临床,而且可以用于商业。”

据报道,该公司的第二个配方平台ZipCup扩大了Aprecia处理多种材料的能力,同时最小化配方时间和风险。Donaldson说,该平台将在明年内用于临床,不久后将用于商业,可以通过原有的开放式床或新的内腔打印系统交付,并添加一些工艺步骤和设备修改。关于产品,Donaldson说Aprecia有“几个候选产品”,将在今明两年推向临床。

自获得FDA批准Spritam以来,该公司一直密切关注3D打印药物如何受到医疗专业人士、护理人员和患者的欢迎。

Donaldson说:“神经学家已经接受Spritam作为左乙拉西坦的替代剂型,用于吞咽药片有困难或不喜欢采取液体形式的癫痫患者。”“患者和他们的护理人员很欣赏一小口液体就能迅速分解,而且由于使用方便,他们似乎仍然对药物感到满意并坚持服用。所有年龄段的人都是如此。”

关于孩子们,唐纳森说,Spritam是一种很好的方法,可以在孩子们长大后,将他们开始使用的脏乱、难以测量、有时味道不好的液体转变为固体口腔形式。

“当将替代剂型引入一个很大程度上通用的市场时,商业和政府支付者都可能寻求限制或限制使用,因此必须确保整体价值主张产生共鸣,在整个过程中,医生和病人都得到了覆盖和报销方面的支持和协助,”他补充道。

唐纳森表示,3D打印的真正价值在于它能够做传统制造技术无法做到的事情,比如克服配方挑战,在离护理地点更近的地方提供个性化药物。然而,他认为,还需要进一步认识到该技术在此类应用中的潜力。

唐纳森说:“人们总是需要更多地意识到3D打印技术带来的好处。”。“我们需要通过教育和宣传,扩大整个制药行业在组织各个层面的认识。我们需要通过可行性研究来产生更多的试验使用,以证明我们的准备就绪。我们需要通过偏好研究、市场调查和市场分析,获得市场对新型剂型和个性化配方的认可研究项目、关键意见领袖开发、与其他赋能制药技术的合作,以及最终在市场产品中取得成功。”

灵气,世界上第一个FDA批准的3D打印药物。通过Aprecia照片。
Spritam,世界上第一个FDA批准的3D打印药物。通过Aprecia照片。

从实验室到诊所?

根据fabx的研究,3D打印和其他新技术整合到药品中,预计将带来一个“新的数字制药时代”。该技术有潜力为定制药物的生产提供一个数字化和去中心化的平台,这些药物可以在护理点提供。然而,尽管证实3D打印技术在该领域潜力的新研究论文几乎每天都有发表,但在临床前和临床环境中进行的研究相对较少。

监管、质量和技术方面的担忧,以及制药行业对数字技术的一些抵制,可能是造成这种情况的原因,到目前为止,Spritam仍然是唯一被FDA批准商业化的3D打印药品。从大型制药公司的角度来看,数字化3D打印技术用于分散生产的一个问题可能是配方和工艺细节的保护,以及围绕数据安全和可访问性的问题。

随着两个多世纪前成熟的制造工艺的发展,制药业也面临着心态和文化的转变,以满足日益增长的个性化口服药物需求。该研究表明,尽管在所有利益相关者对3D打印用于药物开发充满信心之前,仍有一些工作要做,但邀请了主要利益相关者,包括临床医生、患者和大型制药公司,通过多学科合作,提高3D打印在制药行业的应用,可以进一步为该技术在人类和动物研究中的应用铺平道路。

Goyanes总结道:“在未来10年,我们预计用于个性化剂量和药物组合的药物3D打印将成为世界各地一些更麻烦的治疗途径的标准做法。”“随着越来越多的药物和药物组合进行测试,制药3D打印将变得更加广泛,并将进入当地药店,以实现更常见的治疗途径。

“3D打印将成为个性化医疗良性循环的基本工具。它将简化和个性化许多治疗,改善生命,每年为医疗机构节省数百万英镑。”

有关FabRx研究药物3D打印的状态的更多信息,请参阅标题为“3D打印药物的转化:从炒作到现实的临床应用,”发表在《高级药物递送评论》杂志上。I. Seoane-Viaño、S. Trenfield、A. Basit和A. Goyanes共同撰写了这项研究。

个性化医疗的良性循环。通过FabRx形象。
个性化医疗的良性循环。通过FabRx形象。

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特色的图像显示Aprecia 3D打印药丸。照片由Aprecia制药公司提供。

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