大部分藥物的研發(fā)與制造流程，都是以成年人為基準(zhǔn)的。在兒童以及青少年服用這些為成年人制造的藥物時(shí)，往往會(huì)產(chǎn)生很多麻煩。甚至兒童和青少年也會(huì)對(duì)服用藥物產(chǎn)生抵觸心理。該怎么解決這一問(wèn)題？近日，Quartz發(fā)表了一篇文章，介紹了將3D打印技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)藥領(lǐng)域的趨勢(shì)。

2017年3月，13歲的約瑟夫（Joseph）被診斷患有幼年性關(guān)節(jié)炎。 自那以后，他一直在利物浦的Alder Hey Children's Hospital接受治療。

“他病得非常非常嚴(yán)重，”約瑟夫的母親海倫（Helen）告訴我。“他需要類固醇，這是無(wú)法避免的，但是長(zhǎng)期使用類固醇的副作用之一，就是你的身體會(huì)停止產(chǎn)生自己的皮質(zhì)醇?！?

實(shí)際上，他的腎上腺已經(jīng)進(jìn)入了休眠狀態(tài)。

為了補(bǔ)充失去的皮質(zhì)醇，他需要服用一種參與新陳代謝和免疫系統(tǒng)的激素。

約瑟夫在2018年1月開(kāi)始服用氫化可的松片（hydrocortisone tablets ），他要一直服用，直到他的腎上腺再次開(kāi)始分泌皮質(zhì)醇。

然而，氫化可的松是給兒童帶來(lái)問(wèn)題的許多藥物之一。

在英國(guó)，它被制成10毫克或20毫克每片，10毫克的藥量，成年人通常每天服用兩到三片。

病人信息小冊(cè)子中的指導(dǎo)說(shuō)明指出，兒童應(yīng)該“每天服用0.4至0.8毫克，分兩至三次服用”。

因此，把每片10毫克的藥片切成幾毫米大小的碎片是父母的責(zé)任。約瑟夫每天早上吃半片，中午吃一半，下午茶的時(shí)候吃四分之一片。

“我對(duì)服用這些藥片沒(méi)有意見(jiàn)，”現(xiàn)年15歲的約瑟夫說(shuō)?！暗坏貌话阉鼈兦兴槭呛軣┤说摹！?

“下午茶的時(shí)候，絕對(duì)是一件痛苦的事情，”海倫補(bǔ)充說(shuō)。

“因?yàn)橄挛绮璧臅r(shí)間并不是用來(lái)切東西的。他們確實(shí)給了我們一個(gè)小切割器，但將藥片切割成四分之一份大小真的很不容易，很容易切碎。劑量上經(jīng)常不準(zhǔn)確?！?

“這可能是一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題，”Alder Hey的研究主管馬修·皮克（Matthew Peak）解釋說(shuō)：“如果他們服用的藥片劑量不足，那么他們下午就會(huì)在學(xué)校睡著?！?

“這也可能會(huì)氧化。在分割藥片的過(guò)程中，活性藥物會(huì)產(chǎn)生不良反應(yīng)。會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問(wèn)題。”

幾年前，皮克開(kāi)始考慮是否有可能為像約瑟夫這樣的兒童和年輕人提供定制藥片。

這種藥片的大小適合他們，并且含有他們所需的確切劑量。他現(xiàn)在相信這是可能的，答案可能在于3D打印中。

在去 Alder Hey 的路上，出租車司機(jī)告訴我，他11歲的女兒正在那里接受糖尿病治療。他談到這個(gè)地方對(duì)他孩子的“卓越”的關(guān)懷時(shí)，臉上掛著燦爛的笑容。

這是一家以兒童為中心的醫(yī)院：整體設(shè)計(jì)靈感來(lái)自繪畫(huà)比賽的獲勝者，兒童參與了整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程。

同樣，每個(gè)孩子都應(yīng)該有機(jī)會(huì)參與臨床研究，這是一個(gè)核心信念。

在2017-2018年度，超過(guò)9000名兒童和年輕人參加了這里的臨床研究。

九歲的奧利（Ollie）是參加研究的孩子之一。

“我想?yún)⑴c一項(xiàng)可以讓貧困兒童更容易服用藥片的研究，”他說(shuō)。“我不得不吞下三片藥片，然后告訴他們是否難以服用?！?

在下一項(xiàng)研究中，他開(kāi)始嘗試3D打印的藥片：“這很容易！所有的藥片都很容易吞咽，如果我身體不好，我很樂(lè)意每天服用?！?

奧利的父親蒂姆（Tim）是Alder Hey的研究護(hù)士。

基于自己工作15年的經(jīng)驗(yàn)，他建議他的兒子參與進(jìn)來(lái)。“我見(jiàn)過(guò)很多服用藥片或液體藥物非常有挑戰(zhàn)性的情況，”他告訴我。

他認(rèn)為，讓孩子按照自己選擇的尺寸、形狀甚至口味打印藥物的概念將會(huì)是“美妙的”，并且會(huì)真正幫助孩子服用醫(yī)生給他們開(kāi)的藥物。

通常情況下，孩子經(jīng)常難以吞咽藥片，或者討厭藥物的味道。

嬰兒和兒童的未來(lái)還有很長(zhǎng)的路要走，他們需要味道好的藥物，這樣他們才不會(huì)拒絕服用。

他們需要舒適的治療，這樣他們才不會(huì)抗拒和害怕。

他們需要適合自己年齡的藥物，這樣醫(yī)生才能準(zhǔn)確地給他們開(kāi)出處方劑量，而不必把固體藥物切開(kāi)或稀釋液體藥物。

在接下來(lái)的兩年里，這個(gè)團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)，是給有需要的兒童服用含有活性藥物的3D打印藥片。

這些藥丸將含有精確劑量的抗疾病活性藥物，其大小和形狀(甚至顏色或味道)由年輕患者選擇。

他們嘗試的第一種藥物將是氫化可的松片，就是約瑟夫的家人和其他許多人目前正在努力使用的那種藥物。

3D打印技術(shù)，已經(jīng)被用來(lái)制作巧克力、人造珊瑚、服裝、汽車，甚至房屋等等。在工業(yè)領(lǐng)域，它的主要用途是快速制作原型，制造概念驗(yàn)證模型和創(chuàng)造產(chǎn)品。

醫(yī)療應(yīng)用包括個(gè)性化修復(fù)術(shù)、牙科植入物、塑料和金屬印刷的手托，以及精確的患者器官模型，以幫助外科醫(yī)生計(jì)劃復(fù)雜的手術(shù)。

但是3D打印也有望用于生產(chǎn)定制尺寸和劑量的藥片。

第一種，也是目前唯一一種的3D打印藥物是Spritam，由Aprecia制藥公司生產(chǎn)。

Spritam是用3D打印機(jī)制造的，這個(gè)打印機(jī)結(jié)合了一些現(xiàn)成的零件和Aprecia自己的技術(shù)。

2015年，Spritam獲得美國(guó)食品和藥物管理局批準(zhǔn)，用于控制癲癇發(fā)作。

打印機(jī)會(huì)打印出薄薄的一層粉末狀藥物，水基液滴將這些層在微觀水平上粘合在一起。

與傳統(tǒng)的制造流程相比，它能夠擠壓出更多的活性成分。

傳統(tǒng)的制造流程，通過(guò)使用一種叫做壓片機(jī)的機(jī)器將制劑沖壓到模具中來(lái)壓縮藥物和其他成分。

盡管3D打印產(chǎn)品比較粗糙，但Spritam的好處在于，它的多孔層構(gòu)造在舌頭上很快溶解。

這使得患者在癲癇發(fā)作期間更容易服用高劑量的1000毫克活性藥物(左乙拉西坦)。

并非所有藥物都適合這種輸送方式，但是3D打印藥物還有其他各種方法可以幫助患者。

倫敦大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，藥物在體內(nèi)的釋放速度，取決于藥丸的表面積和體積之比。

金字塔形狀的藥丸釋放藥物的速度比立方體或球體快。

他們?cè)?/span>2014年成立了一家公司FabRx，計(jì)劃將在未來(lái)五到十年內(nèi)將他們的“印刷品”商業(yè)化。

許多制藥公司也在探索3D打印的想法，盡管至少在相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)，這種技術(shù)似乎不太可能與傳統(tǒng)藥物制造方式競(jìng)爭(zhēng)。

目前的技術(shù)允許葛蘭素史克（GlaxoSmithKline）每小時(shí)生產(chǎn)多達(dá)160萬(wàn)片。

相比之下，Aprecia的3D打印機(jī)器，即使是為大規(guī)模生產(chǎn)而設(shè)計(jì)的，每天也只能生產(chǎn)數(shù)以萬(wàn)計(jì)的藥片。

這并不是說(shuō)3D打印不能繼續(xù)對(duì)制藥行業(yè)產(chǎn)生影響。一個(gè)主要的優(yōu)點(diǎn)是可以重新分配生產(chǎn)過(guò)程，打印更接近病人的藥品。

通過(guò)生產(chǎn)過(guò)程去中心化，你可以在英國(guó)設(shè)計(jì)一款藥片，并將其發(fā)送到加州打印。

如果有打印機(jī)器，藥物可以在戰(zhàn)爭(zhēng)和災(zāi)難地區(qū)，或者偏遠(yuǎn)的農(nóng)村地區(qū)和低收入國(guó)家打印出來(lái)，而不必費(fèi)勁千辛萬(wàn)苦向困難地區(qū)運(yùn)輸。

甚至宇航員也可能受益于3D藥物打印。

3D打印的“polypills”可以將多種藥物組合成固定劑量的制劑，這樣每種藥物都會(huì)有獨(dú)特的釋放曲線，一些藥物在攝入后釋放，另一些藥物溶解并進(jìn)入患者血液需要更長(zhǎng)時(shí)間。

對(duì)于那些需要定期服用各種藥物的人來(lái)說(shuō)，比如老年人和因精神健康問(wèn)題接受治療的人，這種方法可能會(huì)改變他們的生活。

3D打印還可以支持越來(lái)越普遍的個(gè)性化醫(yī)療趨勢(shì)，在這種趨勢(shì)下，基于基因組學(xué)的藥物將只適用于特定的患者群體。

在這種情況下，3D打印可能比傳統(tǒng)制造更有效。

因?yàn)榇蛴C(jī)器可以放在藥房，所以醫(yī)生和藥劑師可以為那些受益最大的病人定制藥片，比如兒童。

“我們和孩子們一起做了很多可愛(ài)的活動(dòng)......我們做了一些工作坊，他們還寫(xiě)了關(guān)于藥物的詩(shī)歌?！?

珍妮·普雷斯頓（Jenny Preston）是利物浦大學(xué)Senior Patient and Public Involvement負(fù)責(zé)人。她在Alder Hey的工作，包括管理兒童及其家庭參與臨床研究機(jī)構(gòu)的研究。

她還負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)英國(guó)青年咨詢小組的工作，這個(gè)小組允許8-19歲的兒童和年輕人就他們年齡的人的健康研究發(fā)表意見(jiàn)。

近年來(lái)，人們?cè)絹?lái)越重視病人和公眾參與藥物研究和設(shè)計(jì)的重要性。

“重點(diǎn)是，確保年輕人和家庭在我們?cè)O(shè)計(jì)的每一件事情上都有發(fā)言權(quán)，”她解釋道?！白鳛檠芯咳藛T，我們真的很感興趣，比如，聽(tīng)聽(tīng)年輕人對(duì)適合年齡的配方有什么看法。從一開(kāi)始就正確看待年輕人的觀點(diǎn)是至關(guān)重要的?！?

其中一個(gè)觀點(diǎn)來(lái)自羅賓（Robyn），他以前是Alder Hey的病人，現(xiàn)在仍然參與醫(yī)院的年輕人咨詢小組。

八年前，當(dāng)她只有16歲的時(shí)候，被診斷出患有多囊卵巢綜合癥。這是她第一次遭遇疾病，經(jīng)歷了各種痛苦，以至于無(wú)法自理。

有時(shí)候，她的治療要在診所呆上整整天，打點(diǎn)滴。

當(dāng)她最終被確診時(shí)，羅賓意識(shí)到?jīng)]有為她配制的針對(duì)年輕人的藥物。

“我已經(jīng)連續(xù)服用藥物八年了，”她說(shuō)?！爱?dāng)然，我更喜歡更小、味道更好的藥片。有時(shí)候讓你事后還想生病。”

“可以根據(jù)個(gè)人喜好生產(chǎn)藥物的想法真的很令人興奮，”她補(bǔ)充道?！斑@項(xiàng)技術(shù)讓孩子們能夠控制自己的狀況。許多疾病奪走了這種控制權(quán)，這對(duì)兒童和他們的家庭來(lái)說(shuō)可能是可怕的?！?

貝絲·吉布森（Beth Gibson）同意這種觀點(diǎn)。

她是一名博士生，與3D藥物項(xiàng)目合作，開(kāi)發(fā)一種工具來(lái)評(píng)估兒童對(duì)藥物的接受程度。

她利用繪畫(huà)和討論等參與性技巧，來(lái)探索年輕人的觀點(diǎn)。

“一個(gè)孩子說(shuō)她畫(huà)了一種五彩繽紛的藥，因?yàn)檫@讓她想起了日落。她說(shuō)這就像每天醒來(lái)喝這種水果飲料一樣。”

即使這些孩子永遠(yuǎn)不會(huì)得到他們夢(mèng)想中的水果或巧克力藥，吉布森的工作表明，任何水平的投入，都有能力改變孩子對(duì)他們狀況的態(tài)度。

“他們沒(méi)有選擇藥物的權(quán)利，也沒(méi)有人問(wèn)他們是否需要藥片、膠囊或液體，”她說(shuō)。“他們說(shuō)，即使是這么簡(jiǎn)單的事情，被問(wèn)及他們更喜歡什么藥，也會(huì)對(duì)他們有所影響?！?

先前發(fā)表的研究已經(jīng)表明，兒童、父母和成年患者更加重視并受益于積極參與他們的治療，例如參與了解、監(jiān)控和報(bào)告藥物不良反應(yīng)的正式過(guò)程。

其他研究發(fā)現(xiàn)，治療計(jì)劃中的共同決策，往往會(huì)讓患者對(duì)自己的病情有更好的了解，并改善情緒狀態(tài)。

普雷斯頓已經(jīng)與咨詢小組一起舉辦了研討會(huì)，并向他們展示了3D打印機(jī)的運(yùn)行情況。

盡管這臺(tái)機(jī)器看起來(lái)像一臺(tái)厚重的黑色微波爐，但它似乎有著自己的生命，在新出現(xiàn)的藥丸上投射出紫色的光芒。

她告訴我，他們都覺(jué)得這很神奇。

“我認(rèn)為，他們覺(jué)得自己真的很重要，因?yàn)樗麄儗?shí)際上為一些相當(dāng)大的事情做出了貢獻(xiàn)，”她說(shuō)?！八麄兛赡軣o(wú)法了解全局，但他們明白，自己是某種非常獨(dú)特事物的一部分?！?

2015年至2018年間，Alder Hey 團(tuán)隊(duì)與中央蘭開(kāi)夏大學(xué)的藥劑師兼3D打印藥物專家穆罕默德·阿爾貝德·阿爾南（Mohamed Albed Alhnan）(他于2018年轉(zhuǎn)到倫敦國(guó)王學(xué)院)合作。

阿爾南和他的同事們將注意力集中在一種叫做熔融沉積成型(FDM)的3D打印技術(shù)上，并開(kāi)發(fā)了一種系統(tǒng)，這種系統(tǒng)可以用化學(xué)化合物和藥物中的其他常見(jiàn)成分(如植物油和石蠟)替代FDM打印機(jī)中的原始細(xì)絲或“墨水”。

即使已經(jīng)創(chuàng)造了合適的“墨水”來(lái)攜帶藥物，并且3D打印機(jī)也適用于這項(xiàng)任務(wù)。

對(duì)于每種藥物來(lái)說(shuō)，還有更多不同的技術(shù)障礙。

FDM打印機(jī)的工作溫度大約在100攝氏度左右，這可能會(huì)影響熱穩(wěn)定性較差的成分，或改變藥物的溶解度等特性。

“我們?cè)噲D建立一個(gè)平臺(tái)來(lái)處理90%的病例，”阿爾南說(shuō)?！爱?dāng)然，有時(shí)藥物的結(jié)構(gòu)會(huì)被影響或不穩(wěn)定，你要改變配方?！?

Alder Hey團(tuán)隊(duì)繼續(xù)與中央蘭開(kāi)夏大學(xué)的科學(xué)家合作，但是在他們開(kāi)始在有執(zhí)照的藥品制造工廠打印藥品之前，他們必須對(duì)3D打印機(jī)進(jìn)行一些改動(dòng)。

“我們將不得不做一些艱苦的工作，來(lái)重新設(shè)計(jì)一些零件，”皮克說(shuō)?！坝筛难b打印機(jī)生產(chǎn)的藥片將接受同樣的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，以檢查產(chǎn)品的質(zhì)量保證。我們預(yù)計(jì)這些藥片的特性將與傳統(tǒng)藥片相同或更好?！?

有效的質(zhì)量控制，對(duì)于推動(dòng)3D打印藥丸更廣泛、更主流的應(yīng)用至關(guān)重要，但目前還沒(méi)有明確的監(jiān)管指導(dǎo)。

“例如，如果出了什么差錯(cuò)，那么誰(shuí)是真正的責(zé)任人？”阿爾南解釋道?！笆谴蛴C(jī)的制造商嗎？是“墨水”制造商嗎？軟件作者？這是一個(gè)未知的領(lǐng)域?！?

可能還需要其他新技術(shù)，來(lái)支持3D打印藥品的引入。

芬蘭的研究人員正在研究一種叫做高光譜成像的方法，是否可以用來(lái)分析和認(rèn)證印刷藥品。

這種技術(shù)可以立即捕捉電磁波譜中的輻射強(qiáng)度，從而對(duì)樣品的化學(xué)成分進(jìn)行概述。

想象一下，如果病人能在家里打印他們的治療藥物。

如果你可以用你的處方，購(gòu)買化學(xué)“墨水”和相關(guān)的數(shù)字藥物構(gòu)造圖呢？那么誰(shuí)會(huì)對(duì)這種藥物負(fù)責(zé)呢？

甚至有人擔(dān)心，3D打印機(jī)在技術(shù)上可以被編程，將諸如甲基苯丙胺和可卡因之類的藥物包裝成藥丸形式。

有人說(shuō)，用戶最終可以打印自己的藥物，并嘗試混合配方，而不是通過(guò)經(jīng)銷商購(gòu)買。

然而，阿爾南認(rèn)為，使用3D打印制造非法物質(zhì)并沒(méi)有提供任何特別的好處。

“你仍然需要尋找‘墨水’的來(lái)源，這是一種純藥物，試圖稀釋它打印3D藥片是一種浪費(fèi)，”他說(shuō)。

雖然這在可能的范圍內(nèi)，但在家打印自己的藥片仍是一個(gè)遙遠(yuǎn)的未來(lái)。

皮克和阿爾南都把他們的目光放在了一個(gè)系統(tǒng)上，這個(gè)系統(tǒng)可以讓醫(yī)療專業(yè)人員靈活地為他們的病人制造藥物。

“我們的長(zhǎng)期目標(biāo)是生產(chǎn)一種預(yù)制品，類似醫(yī)藥墨水，并將控制藥片形狀和劑量的最后一步留給臨床醫(yī)生和藥店，”阿爾南說(shuō)?！爱?dāng)然，要確保它的安全性和合法性，有很多監(jiān)管障礙，但這是長(zhǎng)期愿景?！?

事實(shí)上，監(jiān)管要求意味著，Alder Hey首次使用3D打印氫化可的松片的臨床試驗(yàn)在成人中進(jìn)行。

皮克說(shuō):“我們將會(huì)看到我們的產(chǎn)品制造出活性藥物。”

“一旦我們做到了這一點(diǎn)，那么我們就可以直接推斷出兒童的數(shù)據(jù)，這是一種可能性，或者我們來(lái)到這里(臨床研究機(jī)構(gòu))進(jìn)行兒童試驗(yàn)?！?

他們可能還要過(guò)幾年才能開(kāi)始對(duì)孩子進(jìn)行試驗(yàn)，所以約瑟夫和他的家人是否從這項(xiàng)工作中受益，還有待觀察。

可以肯定的是，總會(huì)有新一代的兒童和年輕人迫切需要在易于服用的劑量定制的藥片。

現(xiàn)在看來(lái)，3D打印似乎可以提供一個(gè)解決方案。

“最終，”皮克說(shuō)，“我想我們會(huì)在每個(gè)藥店都看到3D打印機(jī)。事情肯定會(huì)朝著這個(gè)方向發(fā)展，因?yàn)榧夹g(shù)發(fā)展得很快。”

來(lái)源：中國(guó)3D打印網(wǎng)