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综述:个性化医疗:3D打印、连续生产和按需生产中的创新与挑战展望
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月12日 来源:Discover Pharmaceutical Sciences
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这篇综述系统探讨了(3D打印)、(连续制造CM)和(微流控MF)等新兴技术在(个性化医疗PM)领域的应用进展。文章重点分析了传统制药工艺在(活性药物成分API)生产中的局限性,对比了(熔融沉积建模FDM)、(立体光刻SLA)等6种3D打印技术的优劣,并前瞻性地提出(智能制造SM)与(数字孪生)技术将重塑未来(患者定制化药品)生产模式。
传统制药工业的"一刀切"模式正面临重大变革。随着基因组学和蛋白组学的发展,针对(心血管疾病)、(糖尿病)等复杂疾病的治疗需要更精准的给药方案。研究显示,约40%的(高血压患者)对标准剂量反应不佳,这催生了(个性化剂量制剂)的迫切需求。
(熔融沉积建模FDM)通过热熔挤出技术实现了(BCS II类药物)如酮洛芬的剂量精准调控,打印精度可达±5%。典型案例中,(羟丙基甲基纤维素HPMC)基质的(即时释放IR)片剂在30分钟内释放度>80%,满足(美国药典USP)标准。而(立体光刻SLA)技术则成功制备了含6种API的(复合药剂),直径仅1cm却实现多药协同释放。

(选择性激光烧结SLS)技术虽面临(热敏感化合物)降解风险,但其(非破坏性红外检测)技术可实现生产过程中的实时质量监控。(喷墨打印IJP)在(儿童分散片)制备中展现出独特优势,通过(QR编码)技术将给药信息直接印刷在(口腔膜剂)表面。
(微流控MF)系统将反应体积缩小至微升级别,使(纳米颗粒制剂)的单步封装效率提升至92%。(流动化学FC)平台在(利度卡因)合成中实现810剂/天的产出,反应时间较传统方法缩短80%。(按需药房PoD)模块整合了从API合成到(片剂压制)的全流程,冰箱大小的设备即可满足(孤儿药)的即时生产需求。
(数字孪生)技术通过虚拟仿真优化(固体制剂笔SDP)的切割参数,使剂量调整误差控制在±2.5%内。(人工智能AI)驱动的(智能传感器)可实时监测(肺部给药)装置的药物释放动力学。不过这些技术仍面临(cGMP认证)和(规模化生产)的挑战,特别是(热不稳定蛋白)类药物的3D打印稳定性问题。
目前仅有(Aprecia公司)的(ZipDose)技术和(强生公司)的(连续制造CM)系统实现商业化。主要障碍在于:①(物料兼容性)限制导致仅30%的API适合3D打印;②(监管框架)滞后使得(医院级生产)难以合规化;③(单剂生产成本)是传统片剂的5-8倍。
(器官芯片)与(生物打印)的结合可能突破(肿瘤靶向给药)的个性化瓶颈。(区块链技术)有望解决(分布式生产)中的(数据完整性)问题。预计到2030年,(3D打印药物)将占据(专科用药)市场的15-20%,但需要在(材料科学)和(监管科学)领域取得协同突破。
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