近日，全球著名咨詢機(jī)構(gòu)弗若斯特沙利文（Frost & Sullivan，簡稱“沙利文”）于近日發(fā)布了《藥物3D打印行業(yè)報(bào)告》。

報(bào)告中揭示了藥物3D打印行業(yè)兩種主要發(fā)展方向：規(guī)?；a(chǎn)和個(gè)性化制藥。其中一種在規(guī)模化生產(chǎn)方向中極具代表性的技術(shù)——熱熔擠出沉積（Melt Extrusion Deposition, MED）3D打印技術(shù)，是入選美國FDA新興技術(shù)項(xiàng)目的中國藥企三迭紀(jì)的原創(chuàng)新技術(shù)，在固體制劑領(lǐng)域具有普適性，且具有巨大臨床應(yīng)用價(jià)值。

本期，將分享《藥物3D打印行業(yè)報(bào)告》對(duì)于藥物3D打印技術(shù)發(fā)展、行業(yè)發(fā)展的分析，并透視這家新興技術(shù)公司三迭紀(jì)，如何從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、開發(fā)、生產(chǎn)、供應(yīng)四大維度重塑制藥長鏈條。

藥物3D打印技術(shù)發(fā)展

藥物3D打印技術(shù)概覽

根據(jù)美國材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)（American Society for Testing and Materials, ASTM) F42 增材制造技術(shù)委員會(huì)的分類標(biāo)準(zhǔn)，基于材料擠出成型、粘合劑噴射成型、粉末床熔融成型和光聚合固化4種原理的6種3D打印技術(shù)被應(yīng)用于制藥領(lǐng)域。

這6種技術(shù)分別是熱熔擠出沉積(Melt Extrusion Deposition, MED)、熔融沉積成型（Fused Deposition Modeling, FDM）、半固體擠出(Semi-Solid Extrusion, SSE)、粉末粘結(jié)(Powder Binding, PB)、選擇性激光燒結(jié)（Selective Laser Sintering, SLS）和光固化成型（Stereolithography, SLA)。

藥物3D打印技術(shù)發(fā)展歷程

上世紀(jì)80年代末，各類3D打印技術(shù)如同雨后春筍般地出現(xiàn)。1996年，全球第一家藥物3D打印公司Therics成立，大膽嘗試將3D打印技術(shù)引入到了傳統(tǒng)制藥領(lǐng)域。2015年，Aprecia公司的抗癲癇藥物Spritam獲得FDA上市批準(zhǔn)，該藥物應(yīng)用3D打印技術(shù)具有內(nèi)部多孔的結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)迅速崩解，解決吞咽困難的臨床需求。

全球第一款3D打印藥物的上市，標(biāo)志著藥物3D打印技術(shù)這種新興技術(shù)獲得監(jiān)管部門認(rèn)可，同時(shí)也掀起了一輪3D打印藥物的研究熱潮。目前，全球約有五十余家企業(yè)和機(jī)構(gòu)先后進(jìn)入藥物3D打印這一領(lǐng)域，包括數(shù)十家跨國藥企。

具有代表性的專業(yè)藥物3D打印公司、跨國藥企和研究機(jī)構(gòu)在商業(yè)方向、技術(shù)路線、設(shè)備產(chǎn)能、知識(shí)產(chǎn)權(quán)和法規(guī)注冊等方面的信息，見下圖。

在中國，成立于2015年的三迭紀(jì)其商業(yè)方向?yàn)橐?guī)?；a(chǎn)。設(shè)備和產(chǎn)能方面，三迭紀(jì)擁有自研的自動(dòng)化多打印頭GMP 3D打印研發(fā)設(shè)備，以及年產(chǎn)能達(dá) 5,000萬片的自動(dòng)化、連續(xù)化GMP 3D打印產(chǎn)線。截止2022年4月底，三迭紀(jì)在全球的專利申請(qǐng)數(shù)量達(dá)156個(gè)。2021年初，三迭紀(jì)自主研發(fā)的3D打印藥物產(chǎn)品T19 獲得了美國FDA新藥臨床試驗(yàn)（IND）批準(zhǔn)，2022年第一季度，3D打印藥物產(chǎn)品T20獲得美國FDA的臨床試驗(yàn)批準(zhǔn)(IND)，而這也是全球第二款、第三款進(jìn)入注冊申報(bào)階段的3D打印藥物產(chǎn)品。

藥物3D打印技術(shù)分析

報(bào)告分析了藥物3D打印技術(shù)的文獻(xiàn)和專利，在全球第一款3D打印藥物上市前，由于Therics和Aprecia公司均沿著基于粉末床熔融成型原理的PB技術(shù)進(jìn)行開發(fā)，因此技術(shù)多基于粉末床熔融成型原理。

近年來，基于材料擠出成型原理的3D打印技術(shù)逐漸成為主流，這主要是由于其能夠制造出滿意的藥物外觀、設(shè)計(jì)出復(fù)雜的制劑結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)藥物精準(zhǔn)釋放，且制劑開發(fā)時(shí)間短、藥物生產(chǎn)成本低。

報(bào)告整理了6種藥物3D打印技術(shù)在打印精度、打印溫度、打印材料和載藥、打印設(shè)備、藥物結(jié)構(gòu)制劑學(xué)方面的表現(xiàn)，其中三迭紀(jì)的MED技術(shù)在固體制劑領(lǐng)域具有普適性、且具有巨大臨床應(yīng)用價(jià)值。

MED 的工藝原理是直接將粉末狀的原料藥和輔料混勻熔融，再以高精度擠出，層層打印成型，制備成預(yù)先設(shè)計(jì)的三維結(jié)構(gòu)藥物制劑。MED使用混勻擠出裝置，可有效實(shí)現(xiàn)原料藥和輔料粉末的混合、熔融和輸送，為連續(xù)化進(jìn)料和打印提供了可能；使用精密擠出裝置可實(shí)現(xiàn)高精度打印；并通過多個(gè)打印站協(xié)同打印和打印頭陣列等創(chuàng)造性的工程學(xué)技術(shù)手段，利用多材料構(gòu)建藥物復(fù)雜的內(nèi)部三維結(jié)構(gòu)并實(shí)現(xiàn)高效率、高通量的規(guī)模化生產(chǎn)，解決了FDM、SSE等同樣基于材料擠出成型原理的3D打印技術(shù)在藥物制備上的不足。

MED能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)劑型設(shè)計(jì)，精準(zhǔn)控制藥物釋放。三迭紀(jì)公司應(yīng)用MED技術(shù)的產(chǎn)品T19能夠精準(zhǔn)控制藥物釋放的時(shí)間，用于治療類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎，患者睡前服用T19，血液中的藥物濃度會(huì)在疾病癥狀最嚴(yán)重的早晨達(dá)到高峰，緩解患者早上起床后出現(xiàn)關(guān)節(jié)僵硬、疼痛、功能障礙等癥狀；產(chǎn)品T21能夠精準(zhǔn)控制藥物釋放的部位，用于治療潰瘍性結(jié)腸炎，在結(jié)腸局部發(fā)揮作用，限制全身暴露，減輕不良反應(yīng)，提高用藥安全性和治療效果。

藥物3D打印技術(shù)優(yōu)勢

在制藥行業(yè)的歷史發(fā)展中，盡管人們對(duì)制藥的流程和成本進(jìn)行了優(yōu)化，但其缺乏靈活度，不一定與藥物開發(fā)或多元化的臨床需求相兼容，而藥物3D打印具有高度的靈活性，且生產(chǎn)過程是數(shù)字化、連續(xù)化的，具有變革現(xiàn)有設(shè)計(jì)、制造和使用藥物方式的潛力。

在藥物設(shè)計(jì)上，藥物3D打印可以通過打印材料的選擇、模型的設(shè)計(jì)和工藝參數(shù)的調(diào)節(jié)來控制藥物的外觀形狀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而更好地控制藥物釋放周期、釋放位置及釋放速率，進(jìn)而解決多種臨床需求。在藥物制造上，與傳統(tǒng)制藥工藝相比，藥物3D打印生產(chǎn)工藝簡潔，所需設(shè)備更小，可實(shí)現(xiàn)按需生產(chǎn)。在藥物使用上，藥物3D打印憑借高度靈活性使個(gè)性化用藥成為可能，通過為每位患者個(gè)體單獨(dú)設(shè)置劑量或定制復(fù)方藥物，提高用藥安全性和依從性。

藥物3D打印技術(shù)應(yīng)用市場

藥物3D打印技術(shù)作為一種新興技術(shù)，可應(yīng)用于固體制劑領(lǐng)域，固體制劑以小分子藥物為主導(dǎo)。近年來，小分子藥物市場增長較快，根據(jù)沙利文數(shù)據(jù)，2016-2019年，全球市場規(guī)模從9,328億美元增長至10,380億美元，中國市場規(guī)模從7,226億人民幣增長至8,190億人民幣。2020年，新冠疫情影響了醫(yī)藥流通，全球和中國的市場規(guī)模均出現(xiàn)小幅下降。預(yù)計(jì)市場規(guī)模會(huì)持續(xù)增長，全球市場規(guī)模于2025年增長至11,813億美元，中國市場規(guī)模于2025年增長至9,752億人民幣。

相較于傳統(tǒng)固體制劑，3D打印藥物能夠更好的控制藥物釋放，提高藥物療效，減輕藥物副作用，以及降低給藥頻次。目前已有數(shù)款3D打印藥物IND獲批進(jìn)入臨床階段，未來隨著更多3D打印藥物的商業(yè)化，將為患者提供更好的用藥選擇，在以小分子為主的固體制劑市場中加速拓展及應(yīng)用。

行業(yè)發(fā)展

在制藥行業(yè)，新技術(shù)從發(fā)現(xiàn)到臨床應(yīng)用，需經(jīng)歷數(shù)十年甚至更長時(shí)間的試錯(cuò)、改進(jìn)和發(fā)展。自1996年全球第一家藥物3D打印公司成立以來，行業(yè)經(jīng)歷20多年的發(fā)展，3D打印藥物已從科學(xué)假想變成現(xiàn)實(shí)。如今，藥物3D打印憑借數(shù)字化、個(gè)性化的制造方式，為占據(jù)藥物市場半壁江山的固體制劑的發(fā)展注入新動(dòng)力和新模式。

藥物3D打印行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

目前，藥物3D打印行業(yè)內(nèi)公司在技術(shù)路線上并不相同，各有其技術(shù)偏好，并沿著其各自的商業(yè)發(fā)展方向進(jìn)行開發(fā)。藥物3D打印行業(yè)主要發(fā)展方向?yàn)橐?guī)?；a(chǎn)和個(gè)性化制藥。

規(guī)?；a(chǎn)：沿用了當(dāng)前的藥物生產(chǎn)的模式，符合現(xiàn)在藥物開發(fā)、注冊和商業(yè)流通的規(guī)律，先后通過開發(fā)固定劑量的藥物產(chǎn)品、進(jìn)行藥品注冊和規(guī)模化生產(chǎn)，向各個(gè)國家市場進(jìn)行供貨。

藥物3D打印專業(yè)公司美國Aprecia和中國三迭紀(jì)均是沿著規(guī)?；a(chǎn)方向發(fā)展，并真正將3D打印技術(shù)應(yīng)用到藥物產(chǎn)品開發(fā)及商業(yè)化階段。

Aprecia已開發(fā)出滿足GMP要求的規(guī)?；a(chǎn)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)10萬片/天的藥物生產(chǎn)，并已有一款3D打印藥物上市。

三迭紀(jì)擁有自動(dòng)化、連續(xù)化的GMP 3D打印產(chǎn)線，年產(chǎn)能達(dá)5,000萬片，已有兩款藥物T19和T20獲得FDA的臨床實(shí)驗(yàn)（IND）批準(zhǔn)。

此外，大型跨國藥企默克（Merck）也在規(guī)?；a(chǎn)方向上進(jìn)行探索，發(fā)起了一個(gè)藥物3D打印創(chuàng)新項(xiàng)目，目前通過藥物3D打印技術(shù)生產(chǎn)臨床試驗(yàn)用藥，未來計(jì)劃用于規(guī)?；a(chǎn)，數(shù)據(jù)預(yù)測在臨床I-III期，制劑開發(fā)時(shí)間減少60%，制備藥物所需的原料藥減少50%。

個(gè)性化制藥：由于3D打印技術(shù)在調(diào)節(jié)藥物劑量、藥物組合和生產(chǎn)方式上具有靈活性，可根據(jù)患者個(gè)體需要、基因特征、疾病狀態(tài)、性別和年齡進(jìn)行藥物定制化生產(chǎn)。

四大維度，重塑制藥長鏈條

在報(bào)告所揭示的全球藥物3D打印參與者當(dāng)中，目前進(jìn)入商業(yè)化生產(chǎn)階段的有2家企業(yè)，其中就包括中國的三迭紀(jì)。

根據(jù)3D科學(xué)谷的市場觀察，三迭紀(jì)基于MED 3D打印技術(shù)，圍繞著藥物產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、開發(fā)、生產(chǎn)、供應(yīng)四個(gè)維度重塑制藥的長鏈條，為制藥領(lǐng)域提供端到端的技術(shù)解決方案。

產(chǎn)品設(shè)計(jì)維度

三迭紀(jì)通過藥物內(nèi)部三維結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)來程序化地精準(zhǔn)控制藥物釋放，一方面是可以實(shí)現(xiàn)對(duì)藥物釋放時(shí)間、部位、速率、模式的精細(xì)控制。另外一方面，實(shí)現(xiàn)釋藥方式的靈活組合，便捷的實(shí)現(xiàn)復(fù)方。

基于MED 3D打印技術(shù)，還能夠?qū)崿F(xiàn)同一個(gè)設(shè)備上或者是同一條產(chǎn)線上，只是改變輸入的制劑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就可以實(shí)現(xiàn)多種不同的釋藥方式。無論是開發(fā)高難度制劑技術(shù)的新分子藥物產(chǎn)品，還是改變藥物代謝動(dòng)力學(xué)，三迭紀(jì)的解決方案都提供了更加豐富的產(chǎn)品設(shè)計(jì)手段。

產(chǎn)品開發(fā)維度

三迭紀(jì)采用的是數(shù)字化制劑開發(fā)新范式-劑型源于設(shè)計(jì)，即3DFbD（3D Printing Formulation by Design）數(shù)字化的開發(fā)方法。根據(jù)目標(biāo)的釋藥行為去設(shè)計(jì)劑型的三維結(jié)構(gòu)與處方組成，這樣的方式可以變革傳統(tǒng)長周期試錯(cuò)型的開發(fā)方式，使得制劑開發(fā)不再依賴于人和經(jīng)驗(yàn)，從而提高產(chǎn)品開發(fā)的效率和成功率，降低開發(fā)時(shí)間和成本。

產(chǎn)品生產(chǎn)維度

三迭紀(jì)開發(fā)了制藥專用3D打印規(guī)?；a(chǎn)線，旨在實(shí)現(xiàn)制劑自動(dòng)化，并連續(xù)化的生產(chǎn)。

這與傳統(tǒng)制藥工序之間進(jìn)行的簡單串聯(lián)不同。三迭紀(jì)基于MED 3D打印技術(shù)的連續(xù)化生產(chǎn)是端到端的全新數(shù)字化制藥生產(chǎn)方式，其中集成了PAT監(jiān)控全過程，使得生產(chǎn)工藝包括過程的分析數(shù)據(jù)是可量化、可監(jiān)測的。

3D打印技術(shù)為制藥行業(yè)帶來了底層工藝的改變，將傳統(tǒng)方式中基于非數(shù)據(jù)化的生產(chǎn)工藝，變成了一種可把控?cái)?shù)據(jù)的生產(chǎn)工藝。這樣的生產(chǎn)方式有助于提高藥物產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，也有利于法規(guī)的監(jiān)管。

產(chǎn)品供應(yīng)維度

三迭紀(jì)的產(chǎn)線采用模塊化設(shè)計(jì)，生產(chǎn)方式又是一個(gè)連續(xù)化的生產(chǎn)方式，可通過調(diào)控連續(xù)化生產(chǎn)的時(shí)間，或者是自由使用產(chǎn)線中的模塊來控制產(chǎn)量。這一特點(diǎn)的優(yōu)勢在于，能夠在同一產(chǎn)線上靈活滿足同一藥物產(chǎn)品不同市場階段（如增長期、平臺(tái)期）的制備需求。

三迭紀(jì)通過全新的劑型設(shè)計(jì)提升藥物產(chǎn)品的有效性和安全性，通過智能的、連續(xù)化生產(chǎn)方式提高藥物產(chǎn)品的質(zhì)量和藥物供應(yīng)的靈活性。期待這一革新制藥底層工藝的新興技術(shù)，能夠開發(fā)更多具有更優(yōu)臨床價(jià)值和更高產(chǎn)品質(zhì)量的藥物，同時(shí)實(shí)現(xiàn)藥物智能制造，推動(dòng)全球制藥產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程，讓患者、藥企、監(jiān)管部門，都可從這項(xiàng)新興技術(shù)中獲益。

來源：3D科學(xué)谷

近日，全球著名咨詢機(jī)構(gòu)弗若斯特沙利文（Frost & Sullivan，簡稱“沙利文”）于近日發(fā)布了《藥物3D打印行業(yè)報(bào)告》。

報(bào)告中揭示了藥物3D打印行業(yè)兩種主要發(fā)展方向：規(guī)?；a(chǎn)和個(gè)性化制藥。其中一種在規(guī)模化生產(chǎn)方向中極具代表性的技術(shù)——熱熔擠出沉積（Melt Extrusion Deposition, MED）3D打印技術(shù)，是入選美國FDA新興技術(shù)項(xiàng)目的中國藥企三迭紀(jì)的原創(chuàng)新技術(shù)，在固體制劑領(lǐng)域具有普適性，且具有巨大臨床應(yīng)用價(jià)值。

本期，將分享《藥物3D打印行業(yè)報(bào)告》對(duì)于藥物3D打印技術(shù)發(fā)展、行業(yè)發(fā)展的分析，并透視這家新興技術(shù)公司三迭紀(jì)，如何從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、開發(fā)、生產(chǎn)、供應(yīng)四大維度重塑制藥長鏈條。

藥物3D打印技術(shù)發(fā)展

藥物3D打印技術(shù)概覽

根據(jù)美國材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)（American Society for Testing and Materials, ASTM) F42 增材制造技術(shù)委員會(huì)的分類標(biāo)準(zhǔn)，基于材料擠出成型、粘合劑噴射成型、粉末床熔融成型和光聚合固化4種原理的6種3D打印技術(shù)被應(yīng)用于制藥領(lǐng)域。

這6種技術(shù)分別是熱熔擠出沉積(Melt Extrusion Deposition, MED)、熔融沉積成型（Fused Deposition Modeling, FDM）、半固體擠出(Semi-Solid Extrusion, SSE)、粉末粘結(jié)(Powder Binding, PB)、選擇性激光燒結(jié)（Selective Laser Sintering, SLS）和光固化成型（Stereolithography, SLA)。

藥物3D打印技術(shù)發(fā)展歷程

上世紀(jì)80年代末，各類3D打印技術(shù)如同雨后春筍般地出現(xiàn)。1996年，全球第一家藥物3D打印公司Therics成立，大膽嘗試將3D打印技術(shù)引入到了傳統(tǒng)制藥領(lǐng)域。2015年，Aprecia公司的抗癲癇藥物Spritam獲得FDA上市批準(zhǔn)，該藥物應(yīng)用3D打印技術(shù)具有內(nèi)部多孔的結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)迅速崩解，解決吞咽困難的臨床需求。

全球第一款3D打印藥物的上市，標(biāo)志著藥物3D打印技術(shù)這種新興技術(shù)獲得監(jiān)管部門認(rèn)可，同時(shí)也掀起了一輪3D打印藥物的研究熱潮。目前，全球約有五十余家企業(yè)和機(jī)構(gòu)先后進(jìn)入藥物3D打印這一領(lǐng)域，包括數(shù)十家跨國藥企。

具有代表性的專業(yè)藥物3D打印公司、跨國藥企和研究機(jī)構(gòu)在商業(yè)方向、技術(shù)路線、設(shè)備產(chǎn)能、知識(shí)產(chǎn)權(quán)和法規(guī)注冊等方面的信息，見下圖。

在中國，成立于2015年的三迭紀(jì)其商業(yè)方向?yàn)橐?guī)?；a(chǎn)。設(shè)備和產(chǎn)能方面，三迭紀(jì)擁有自研的自動(dòng)化多打印頭GMP 3D打印研發(fā)設(shè)備，以及年產(chǎn)能達(dá) 5,000萬片的自動(dòng)化、連續(xù)化GMP 3D打印產(chǎn)線。截止2022年4月底，三迭紀(jì)在全球的專利申請(qǐng)數(shù)量達(dá)156個(gè)。2021年初，三迭紀(jì)自主研發(fā)的3D打印藥物產(chǎn)品T19 獲得了美國FDA新藥臨床試驗(yàn)（IND）批準(zhǔn)，2022年第一季度，3D打印藥物產(chǎn)品T20獲得美國FDA的臨床試驗(yàn)批準(zhǔn)(IND)，而這也是全球第二款、第三款進(jìn)入注冊申報(bào)階段的3D打印藥物產(chǎn)品。

藥物3D打印技術(shù)分析

報(bào)告分析了藥物3D打印技術(shù)的文獻(xiàn)和專利，在全球第一款3D打印藥物上市前，由于Therics和Aprecia公司均沿著基于粉末床熔融成型原理的PB技術(shù)進(jìn)行開發(fā)，因此技術(shù)多基于粉末床熔融成型原理。

近年來，基于材料擠出成型原理的3D打印技術(shù)逐漸成為主流，這主要是由于其能夠制造出滿意的藥物外觀、設(shè)計(jì)出復(fù)雜的制劑結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)藥物精準(zhǔn)釋放，且制劑開發(fā)時(shí)間短、藥物生產(chǎn)成本低。

報(bào)告整理了6種藥物3D打印技術(shù)在打印精度、打印溫度、打印材料和載藥、打印設(shè)備、藥物結(jié)構(gòu)制劑學(xué)方面的表現(xiàn)，其中三迭紀(jì)的MED技術(shù)在固體制劑領(lǐng)域具有普適性、且具有巨大臨床應(yīng)用價(jià)值。

MED 的工藝原理是直接將粉末狀的原料藥和輔料混勻熔融，再以高精度擠出，層層打印成型，制備成預(yù)先設(shè)計(jì)的三維結(jié)構(gòu)藥物制劑。MED使用混勻擠出裝置，可有效實(shí)現(xiàn)原料藥和輔料粉末的混合、熔融和輸送，為連續(xù)化進(jìn)料和打印提供了可能；使用精密擠出裝置可實(shí)現(xiàn)高精度打印；并通過多個(gè)打印站協(xié)同打印和打印頭陣列等創(chuàng)造性的工程學(xué)技術(shù)手段，利用多材料構(gòu)建藥物復(fù)雜的內(nèi)部三維結(jié)構(gòu)并實(shí)現(xiàn)高效率、高通量的規(guī)模化生產(chǎn)，解決了FDM、SSE等同樣基于材料擠出成型原理的3D打印技術(shù)在藥物制備上的不足。

MED能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)劑型設(shè)計(jì)，精準(zhǔn)控制藥物釋放。三迭紀(jì)公司應(yīng)用MED技術(shù)的產(chǎn)品T19能夠精準(zhǔn)控制藥物釋放的時(shí)間，用于治療類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎，患者睡前服用T19，血液中的藥物濃度會(huì)在疾病癥狀最嚴(yán)重的早晨達(dá)到高峰，緩解患者早上起床后出現(xiàn)關(guān)節(jié)僵硬、疼痛、功能障礙等癥狀；產(chǎn)品T21能夠精準(zhǔn)控制藥物釋放的部位，用于治療潰瘍性結(jié)腸炎，在結(jié)腸局部發(fā)揮作用，限制全身暴露，減輕不良反應(yīng)，提高用藥安全性和治療效果。

藥物3D打印技術(shù)優(yōu)勢

在制藥行業(yè)的歷史發(fā)展中，盡管人們對(duì)制藥的流程和成本進(jìn)行了優(yōu)化，但其缺乏靈活度，不一定與藥物開發(fā)或多元化的臨床需求相兼容，而藥物3D打印具有高度的靈活性，且生產(chǎn)過程是數(shù)字化、連續(xù)化的，具有變革現(xiàn)有設(shè)計(jì)、制造和使用藥物方式的潛力。

在藥物設(shè)計(jì)上，藥物3D打印可以通過打印材料的選擇、模型的設(shè)計(jì)和工藝參數(shù)的調(diào)節(jié)來控制藥物的外觀形狀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而更好地控制藥物釋放周期、釋放位置及釋放速率，進(jìn)而解決多種臨床需求。在藥物制造上，與傳統(tǒng)制藥工藝相比，藥物3D打印生產(chǎn)工藝簡潔，所需設(shè)備更小，可實(shí)現(xiàn)按需生產(chǎn)。在藥物使用上，藥物3D打印憑借高度靈活性使個(gè)性化用藥成為可能，通過為每位患者個(gè)體單獨(dú)設(shè)置劑量或定制復(fù)方藥物，提高用藥安全性和依從性。

藥物3D打印技術(shù)應(yīng)用市場

藥物3D打印技術(shù)作為一種新興技術(shù)，可應(yīng)用于固體制劑領(lǐng)域，固體制劑以小分子藥物為主導(dǎo)。近年來，小分子藥物市場增長較快，根據(jù)沙利文數(shù)據(jù)，2016-2019年，全球市場規(guī)模從9,328億美元增長至10,380億美元，中國市場規(guī)模從7,226億人民幣增長至8,190億人民幣。2020年，新冠疫情影響了醫(yī)藥流通，全球和中國的市場規(guī)模均出現(xiàn)小幅下降。預(yù)計(jì)市場規(guī)模會(huì)持續(xù)增長，全球市場規(guī)模于2025年增長至11,813億美元，中國市場規(guī)模于2025年增長至9,752億人民幣。

相較于傳統(tǒng)固體制劑，3D打印藥物能夠更好的控制藥物釋放，提高藥物療效，減輕藥物副作用，以及降低給藥頻次。目前已有數(shù)款3D打印藥物IND獲批進(jìn)入臨床階段，未來隨著更多3D打印藥物的商業(yè)化，將為患者提供更好的用藥選擇，在以小分子為主的固體制劑市場中加速拓展及應(yīng)用。

行業(yè)發(fā)展

在制藥行業(yè)，新技術(shù)從發(fā)現(xiàn)到臨床應(yīng)用，需經(jīng)歷數(shù)十年甚至更長時(shí)間的試錯(cuò)、改進(jìn)和發(fā)展。自1996年全球第一家藥物3D打印公司成立以來，行業(yè)經(jīng)歷20多年的發(fā)展，3D打印藥物已從科學(xué)假想變成現(xiàn)實(shí)。如今，藥物3D打印憑借數(shù)字化、個(gè)性化的制造方式，為占據(jù)藥物市場半壁江山的固體制劑的發(fā)展注入新動(dòng)力和新模式。

藥物3D打印行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

目前，藥物3D打印行業(yè)內(nèi)公司在技術(shù)路線上并不相同，各有其技術(shù)偏好，并沿著其各自的商業(yè)發(fā)展方向進(jìn)行開發(fā)。藥物3D打印行業(yè)主要發(fā)展方向?yàn)橐?guī)?；a(chǎn)和個(gè)性化制藥。

規(guī)?；a(chǎn)：沿用了當(dāng)前的藥物生產(chǎn)的模式，符合現(xiàn)在藥物開發(fā)、注冊和商業(yè)流通的規(guī)律，先后通過開發(fā)固定劑量的藥物產(chǎn)品、進(jìn)行藥品注冊和規(guī)模化生產(chǎn)，向各個(gè)國家市場進(jìn)行供貨。

藥物3D打印專業(yè)公司美國Aprecia和中國三迭紀(jì)均是沿著規(guī)?；a(chǎn)方向發(fā)展，并真正將3D打印技術(shù)應(yīng)用到藥物產(chǎn)品開發(fā)及商業(yè)化階段。

Aprecia已開發(fā)出滿足GMP要求的規(guī)?；a(chǎn)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)10萬片/天的藥物生產(chǎn)，并已有一款3D打印藥物上市。

三迭紀(jì)擁有自動(dòng)化、連續(xù)化的GMP 3D打印產(chǎn)線，年產(chǎn)能達(dá)5,000萬片，已有兩款藥物T19和T20獲得FDA的臨床實(shí)驗(yàn)（IND）批準(zhǔn)。

此外，大型跨國藥企默克（Merck）也在規(guī)?；a(chǎn)方向上進(jìn)行探索，發(fā)起了一個(gè)藥物3D打印創(chuàng)新項(xiàng)目，目前通過藥物3D打印技術(shù)生產(chǎn)臨床試驗(yàn)用藥，未來計(jì)劃用于規(guī)?；a(chǎn)，數(shù)據(jù)預(yù)測在臨床I-III期，制劑開發(fā)時(shí)間減少60%，制備藥物所需的原料藥減少50%。

個(gè)性化制藥：由于3D打印技術(shù)在調(diào)節(jié)藥物劑量、藥物組合和生產(chǎn)方式上具有靈活性，可根據(jù)患者個(gè)體需要、基因特征、疾病狀態(tài)、性別和年齡進(jìn)行藥物定制化生產(chǎn)。

四大維度，重塑制藥長鏈條

在報(bào)告所揭示的全球藥物3D打印參與者當(dāng)中，目前進(jìn)入商業(yè)化生產(chǎn)階段的有2家企業(yè)，其中就包括中國的三迭紀(jì)。

根據(jù)3D科學(xué)谷的市場觀察，三迭紀(jì)基于MED 3D打印技術(shù)，圍繞著藥物產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、開發(fā)、生產(chǎn)、供應(yīng)四個(gè)維度重塑制藥的長鏈條，為制藥領(lǐng)域提供端到端的技術(shù)解決方案。

產(chǎn)品設(shè)計(jì)維度

三迭紀(jì)通過藥物內(nèi)部三維結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)來程序化地精準(zhǔn)控制藥物釋放，一方面是可以實(shí)現(xiàn)對(duì)藥物釋放時(shí)間、部位、速率、模式的精細(xì)控制。另外一方面，實(shí)現(xiàn)釋藥方式的靈活組合，便捷的實(shí)現(xiàn)復(fù)方。

基于MED 3D打印技術(shù)，還能夠?qū)崿F(xiàn)同一個(gè)設(shè)備上或者是同一條產(chǎn)線上，只是改變輸入的制劑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就可以實(shí)現(xiàn)多種不同的釋藥方式。無論是開發(fā)高難度制劑技術(shù)的新分子藥物產(chǎn)品，還是改變藥物代謝動(dòng)力學(xué)，三迭紀(jì)的解決方案都提供了更加豐富的產(chǎn)品設(shè)計(jì)手段。

產(chǎn)品開發(fā)維度

三迭紀(jì)采用的是數(shù)字化制劑開發(fā)新范式-劑型源于設(shè)計(jì)，即3DFbD（3D Printing Formulation by Design）數(shù)字化的開發(fā)方法。根據(jù)目標(biāo)的釋藥行為去設(shè)計(jì)劑型的三維結(jié)構(gòu)與處方組成，這樣的方式可以變革傳統(tǒng)長周期試錯(cuò)型的開發(fā)方式，使得制劑開發(fā)不再依賴于人和經(jīng)驗(yàn)，從而提高產(chǎn)品開發(fā)的效率和成功率，降低開發(fā)時(shí)間和成本。

產(chǎn)品生產(chǎn)維度

三迭紀(jì)開發(fā)了制藥專用3D打印規(guī)?；a(chǎn)線，旨在實(shí)現(xiàn)制劑自動(dòng)化，并連續(xù)化的生產(chǎn)。

這與傳統(tǒng)制藥工序之間進(jìn)行的簡單串聯(lián)不同。三迭紀(jì)基于MED 3D打印技術(shù)的連續(xù)化生產(chǎn)是端到端的全新數(shù)字化制藥生產(chǎn)方式，其中集成了PAT監(jiān)控全過程，使得生產(chǎn)工藝包括過程的分析數(shù)據(jù)是可量化、可監(jiān)測的。

3D打印技術(shù)為制藥行業(yè)帶來了底層工藝的改變，將傳統(tǒng)方式中基于非數(shù)據(jù)化的生產(chǎn)工藝，變成了一種可把控?cái)?shù)據(jù)的生產(chǎn)工藝。這樣的生產(chǎn)方式有助于提高藥物產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，也有利于法規(guī)的監(jiān)管。

產(chǎn)品供應(yīng)維度

三迭紀(jì)的產(chǎn)線采用模塊化設(shè)計(jì)，生產(chǎn)方式又是一個(gè)連續(xù)化的生產(chǎn)方式，可通過調(diào)控連續(xù)化生產(chǎn)的時(shí)間，或者是自由使用產(chǎn)線中的模塊來控制產(chǎn)量。這一特點(diǎn)的優(yōu)勢在于，能夠在同一產(chǎn)線上靈活滿足同一藥物產(chǎn)品不同市場階段（如增長期、平臺(tái)期）的制備需求。

三迭紀(jì)通過全新的劑型設(shè)計(jì)提升藥物產(chǎn)品的有效性和安全性，通過智能的、連續(xù)化生產(chǎn)方式提高藥物產(chǎn)品的質(zhì)量和藥物供應(yīng)的靈活性。期待這一革新制藥底層工藝的新興技術(shù)，能夠開發(fā)更多具有更優(yōu)臨床價(jià)值和更高產(chǎn)品質(zhì)量的藥物，同時(shí)實(shí)現(xiàn)藥物智能制造，推動(dòng)全球制藥產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程，讓患者、藥企、監(jiān)管部門，都可從這項(xiàng)新興技術(shù)中獲益。

來源：3D科學(xué)谷