3 d打印技术概论

Ilias El Aita博士论文:第一部分

多年来,患者被视为同质组,选择的药物治疗是基于临床研究的经验。因此,在选择适当的药物治疗时,忽略了年龄、生理状况、特别是遗传模式等个体因素。分子医学和人类基因组研究的科学突破引发了卫生保健系统的范式转变,从传统的“一刀切”概念转向更个性化的方法[1]。个体化医学的概念是在正确的时间给正确的患者[2]提供正确的药物和适当的剂量。特别是,加深对一个人独特的分子和基因图谱的了解,可以使[3]患者的治疗个性化。通过个体化药物治疗,应用药物治疗的反应率可能会增加,同时最大限度地减少不良反应[4]的发生。

除了对患者进行个体化治疗,新的诊断方法能够识别特定疾病[5]的某些易感性。及早认识到这一点,就可以更早地开始采取预防措施,从而促进医学从反应转向预防。

目前,个体化药物治疗已成功实施了许多例子。个体化理念的引入,从根本上改变了乳腺癌的治疗策略。通过上述最新的基因诊断可能性,可以分析乳腺肿瘤细胞可能过度生产人类表皮生长因子受体2 (HER-2)蛋白。这种特定蛋白的阳性检测结果(her -2阳性乳腺癌)有助于医生通过选择靶向her -2蛋白[6]的药物来进行个体化治疗。通过个体化治疗,患者的生存率可能显著提高,而不良反应的风险可能降低。

除了乳腺癌,个体化药物也在扩大,用于其他癌症类型,如结肠直肠癌、肺癌或黑色素瘤。目前,该概念也正在进一步测试用于阿尔茨海默氏病[7]、帕金森病[8]或多发性硬化症[9]。

除了改进诊断程序和药物治疗选择外,必须改变药品生产,以确保在现有的卫生保健结构中成功实施个体化药物。

几十年来,像药片或胶囊这样的固体制剂一直在大规模生产。制药设备已被设计和优化,以增加总体吞吐量,从而最大限度地提高制药行业的收入。这种以利润为导向的策略不允许为了满足患者的需求而进行个性化生产产品的研发活动。除了经济方面的考虑外,也缺乏合适的设备,能够在更小的批量中快速适应定制剂型的生产。

个体化给药剂量最古老的方法之一是液体剂型(LDF)。特别是对于有吞咽困难的特殊患者群体,如儿科或老年医学,LDF被作为个体化药物治疗的首选治疗方法。LDF通过给药装置送到患者体内,帮助达到正确的剂量[10]。因此,通过改变给药体积[11],可以方便准确地改变给药剂量。LDF具有较高的患者可接受性和依从性,因为可以添加风味来实现味觉掩蔽,而且LDF也容易吞咽。然而,由于其溶解度,大多数可用的活性药物成分(api)是不能加工的。此外,LDF面临稳定性问题和微生物不稳定性,这限制了LDF的存储。

学术研究界引入了各种新的制造技术和新的剂型,以个体化所分配的剂量。这项研究经常与儿童适宜的剂型的开发结合在一起。multiparticles剂型如minitablets (MT)[12-14]或dispersible minitablets (ODMT)[15,16]被发现有望根据患者的需要调整所需剂量。结合配药设备的开发,MT和/或ODMT配药准确,确保所需剂量。这些剂型的使用仅限于强效药物,因为低效药物的加工需要每天摄入大量单位。此外,学术研究显示,根据欧洲药典(Ph. Eur.)实现可接受的剂量均匀性存在挑战。目前,甲基橙和ODMT的检测方法还很缺乏,需要卫生部门的进一步研究和指导。

学术研究进一步证明了odf在个体化用药剂量方面的潜力[17,18]。根据文献,odf是由合适的聚合物组成的单层或多层薄片,它们被放置在口腔中,在那里它们迅速溶解而不需要饮料[19]。由于ODFs在口腔内迅速解体,非常适合有吞咽困难的患者,尤其是儿科和老年医学[17]。odf的优点是在生产后可以切割成不同的尺寸,这使得单个剂量适应[20]。除了odf提供的优点之外,还存在一些限制odf商业使用的挑战。目前,生产大批量是不适用的。此外,最大可能的药物负荷是有限的,使剂型目前只适用于高效原料药,以低剂量分配。

最近研究较多的一种个体化药物治疗方法是将载药墨水喷墨打印(IJP)到类似odf的基质上[21-23]。在这种应用中,使用打印头(热敏打印头或压电打印头)将预先配制的载药油墨滴式打印到基质[21]上。关于IJP的有趣之处在于,剂量可以通过改变印刷层数来精确控制。此外,打印药物的数量可以改变,以实现固定剂量组合[24-26]。然而,除了IJP所提供的优点之外,为印刷目的制备合适的载药油墨似乎是[27]的挑战。

为了适应个性化的制造工艺,三维打印(3DP)作为一种新的潜在制造技术已被探索。医疗保健系统已经认识到3DP是一种很有前途的方法[28-30],用于生产定制的假肢、所需的外科器械、骨置换和植入物[31],而3DP用于制造药品剂型还处于起步阶段。

根据美国政府问责局(GAO)的定义,3DP是直接从数字模型[32]逐层生成3D对象的过程。这个数字模型是用计算机辅助设计(CAD)软件创建的。由于设计的数字模型可以相对容易和快速地适应变化的要求,一个高变异性的可能结构给出。此外,它也可以设计复杂的结构,这是相当困难的获得传统工艺[33]。

由于这些可能性,3DP已被认为是一种高效的生产工艺,用于个性化剂型。除此之外,可以使用3DP[34]生产具有定制药物释放特性的剂型。

2015年,随着Aprecia的Spritam®被FDA批准,3DP技术进入了医药市场。通过这一里程碑,该技术走出了它的利基存在,并作为个性化剂型的未来制造工艺而成为关注的焦点。

以下部分将于近日发布。请继续关注!

文章信息:伊利亚斯El Aita。就职论文:使用压力辅助微注射器3d打印制造固体剂型,2021年。Heinrich-Heine-University杜塞尔多夫。

引用:

1.托波尔,e。j。,从子宫前到坟墓的个体化医学。细胞,2014。157(1): p. 241- 253。
2.药物遗传学/基因组学与个体化医学。Hum Mol Genet, 2005。14规格2:p. 207-214。
3.Pokorska-Bocci, A., Stewart, A., Sagoo, g.s., Hall, A., Kroese, M.,和Burton, H.,“个性化医疗”:名字有什么含义?/地中海,2014。11(2): 197 - 210页。
4.施佩尔,王永平,王永平,王永平。药物遗传学的临床应用。Trends Mol Med, 2001。7(5): 201 - 204页。
5.埃文斯,w。e。和瑞灵,m.v.,向药物基因组学的个体化医学发展。自然,2004年。429(6990): 464 - 468页。
6.陈志华、罗宝明、苏伟强、周启明、陈志华,乳腺癌个体化治疗新策略:最新进展。国际分子科学杂志,2017。18(11)。
7.针对阿尔茨海默氏症的精确医学研究。Ann Transl Med, 2016。4(6): 107页。
8.Titova, N.和Chaudhuri, K.R.,帕金森病的个性化医疗:精确的时间。Mov Disord, 2017年。32(8): 1147 - 1154页。
9.Comabella, M.和Vandenbroeck, K.,药物基因组学和多发性硬化症:走向个体化医学。Curr Neurol Neurosci Rep, 2011。11(5):第484- 491页。
10.Tanner, S., Wells, M., Scarbecz, M., and McCann, B.W., Sr.,家长对使用测量装置给药液体口服止痛药的理解和准确性。J Am Dent协会,2014。145(2): 141 - 149页。
11.Sobhani, P., Christopherson, J., Ambrose, P.J.,和Corelli, R.L.,口服液测量装置的准确性:给药杯和口服给药注射器的比较。安Pharmacother, 2008。42(1): 46 - 52点页。
12.Lennartz, P.和Mielck, J.B., minitablet:提高扑热息痛粉末混合物的压实性。国际医药杂志,1998年。173(2): 75 - 85页。
13.ttissen, C., Woertz, K., Breitkreutz, J.,和Kleinebudde, P., 1 mm和2 mm直径的微型片剂的发展。国际医药杂志,2011。416(1): 164 - 170页。
14.Klingmann, V., Spomer, N., Lerch, C., Stoltenberg, I., Fromke, C., Bosse, h.m., Breitkreutz, J.,和Meissner, T.,与糖浆相比,微型药片的良好接受度:一项婴儿和学龄前儿童的随机对照试验。J Pediatr, 2013。163(6): 1728 - 1732页
15.口腔崩解迷你片(ODMTs) -一种新的固体口服剂型的儿科使用。Eur J Pharm Biopharm, 2011。78(3): p. 462- 469。
16.口腔崩解片和口腔崩解小片-儿童使用的新剂型。Pharm Dev Technol, 2019。24(7): 902 - 914页。
17.和Breitkreutz, J.,或儿童和老年人的分散药物配方。欧洲药学杂志,2015。75: 2 - 9页。
18.可分散药物递送膜的研究进展。专家意见药物交付,2011。8(3): 299 - 316页。
19.Haríharan, M.和Bogue, A.,口腔溶解膜条(ODFS):口腔溶解剂型的最终演变。药物交付技术,2009。9(2): 24-29页。
20.丙氯拉嗪口腔崩解膜的体外和体内特性。国际医药杂志,2009。368(2): 98 - 102页。
21.Sandler, N., Määttänen, A., Ihalainen, P., Kronberg, L., Meierjohann, A., Viitala, T.,和Peltonen, J.,药物的喷墨打印和多孔基质的使用-朝向个性化剂量。药学杂志,2011。100(8): 3386 - 3395页。
22.甲磺酸雷沙吉啉喷墨印刷不同基质的评价。Eur J Pharm Biopharm, 2013。85(3): p. 1075-1083。
23.Melendez, P.A., Kane, k.m., Ashvar, c.s., Albrecht, M.,和Smith, P.A.,热喷墨在口服剂型制备中的应用:泼尼松龙溶液的配制和固态光谱技术的多态表征。药学杂志,2008。97(7): 2619 - 2636页。
24.马来酸依那普利在可分散薄膜配方上的连续喷墨印刷。Int J制药。, 2018年。546(1): 180 - 187页。
25.固定剂量,多层或分散薄膜的连续制造和分析表征。欧洲药学杂志。, 2018年。117: 236 - 244页。
26.可分散薄膜:从实验室规模到连续生产的产品转移。Int J制药。, 2018年。535(1): 285 - 292页。
27.用于制药的喷墨印刷-研究和制造的回顾。Int J制药。,2015年。494(2): 554 - 567页。
28.3D打印的医疗应用:当前和预计的用途。2021欧洲杯竞猜软件制药,2014。39(10): 704 - 711页。
29.3D打印在医疗保健中的应用2021欧洲杯竞猜软件。Kardiochir torakochirgia Pol, 2016。13(3): 283 - 293页。
30.Tan, Y.J.N., Yong, W.P., Kochhar, J.S., Khanolkar, J., Yao, X., Sun, Y., Ao, C.K., and Soh, S.,通过3D打印技术定制药物片剂。J控释,2020年。322: 42-52页。
31.Schubert, C., van Langeveld, m.c.,和Donoso,洛杉矶,3D打印的创新:从光学到器官的3D概述。眼科杂志,2014。98(2): 159 - 161页。
32.3D打印-机遇、挑战和政策-增材制造的影响,2015。最后一次访问:22.12.2020;可以从:https://www.gao.gov/assets/680/670960.pdf。
33.3D打印技术用于药物递送:综述。Drug Dev Ind Pharm, 2016。42(7): 1019 - 1031页。
34.Alhnan, m.a., Okwuosa, T.C., Sadia, M., Wan, K.W., Ahmed, W., Arafat, B.,《3D打印剂型的出现:机遇与挑战》。2016年制药Res。33(8): 1817 - 1832页。
35.食品和药物管理局。Spritam -(左乙拉西坦)片。最后一次访问:22.12.2020;可以从:https://www.accessdata.fda.gov/drugsatfda_docs/nda/2015/207958Orig1s000TOC.cfm。

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