用 3D 打印，改变现代制药业

3D 打印会像触摸屏互动转型消费电子产品一样，更改制药业领域吗？

创作者 | 凌梓郡
编写 | 郑玄

2011 年，乔布斯去世后，iPhone4s 面世。做为 iPhone4 的提升版，它和 iPhone 一起变成了智能机的里程碑式商品。他们的发生，彻底改变大家手掌心中的触摸屏互动，也代表着消费电子产品加工制造业的转型。

同一阶段，化学制药生产车间则变成珍贵文物展览馆。那一年末，美国药理学企业年会（AAPS）上，药物评定与研究所（CDER）负责人 Janet Woodcock 说：「1950 时代的制药业权威专家，都能草率地辨出时下的制药业全过程。」

药事关人的生命安全性，管控严苛必定产生发展比较缓慢。但这并不代表着平稳的领域不用新起技术性。在 Janet Woodcock 的促进下，FDA 开设了新起技术性工作组（ETT Emergency Technology Team），为遭遇挑戰的新型技术性给予适用。

2015 年 7 月 31 日，全世界第一款 3D 打印药物——来源于美国 Aprecia 企业的 Spritam(左乙拉西坦），得到 FDA（美国食品类药监局）准许。这对那时候南京创立才满 4 天的「三迭纪」而言，毫无疑问是意外之喜。这代表着 3D 打印制药业管控审核逐渐拥有例子。

第一款 3D 打印药物 | 由来：美国 Aprecia 企业

三迭纪来源于企业创始人、总裁科学合理官李霄凌专家教授（Xiaoling Li P h.D.）的一个科学合理幻想：用 3D 打印技术性，对药物中药制剂的产品研发和制造开展最底层创新。

你能想像一个药片，内部结构有不一样尺寸样子的腔室，宛如有着不一样卧室的细微工程建筑。每一个屋子里有不一样的药物成份。它进到身体后，每一个房间门的打开时间点、顺序、在其中成份的释放速率，乃至抵达胃肠某一特殊部才释放，全是依照事先设计方案来开展——药物的释放全过程早已被事前程序编写。

01

制药业的智能化：药片可编

假如说「相关成分」是药的「生命」，那麼「制剂」便是授予它样子的「肉体」。

一款做为产品出售的发售药物，除开相关成分的发觉和认证，中药制剂也是主要的一环。相关成分如何与辅材相互配合，最后被生产制造成片状、胶襄、颗粒物等适合的形状，并在被咽下下后融解、释放、再被身体消化吸收，全是中药制剂必须考量的问题。

你很有可能听到过「缓释胶囊」，这也是一种传统式的「延迟时间释放」技术性。每一粒胶襄里都是有很多小颗粒，每一个小颗粒外边有薄膜包衣。根据薄膜包衣的厚薄不一样，这种小颗粒便会在身体内分批号融解，依批号释放出核心的相关成分，使药力不断。显而易见，这类胶襄制做必须多道工艺过程：将薄膜包衣厚薄不一样的小颗粒各自制做出去，再按占比罐装成胶襄。

而在根据主要参数制做以前，还必须完成一系列实验。「假如必须某一速度，就需要找到适合薄厚的薄膜包衣；必须试着怎样的薄厚，相匹配有怎样的速度，在尝试中，寻找在其中一点。」李霄凌详细介绍。对于最一般的片状，由相关成分和辅材混和匀称抑制而成。在生产制造前也必须根据检测考量二种成份按比率混和后的融解个人行为，而且在多次试着中提升。

3D 打印的颠覆性取决于，可以用产品结构设计的最新构思来操纵药物的释放全过程。

以简便的稳速释放为例子，辅材不与相关成分产生化学反应的条件下，再将他们混和好，依照设计方案好的构造，一层层打印到药片的相应位置。那麼进到身体后，药物也会一层层先后融解。调节每一层的面积，就可以调节相对性应位置的释放速度。

这类调节不借助试错性实验，反而是测算。依据现有的原材料、融解速率、面积等已经有数据信息，在计算机中先对药的构造开展数学模型，再根据实体模型打印。

显而易见，设计方案和制造的智能化，能让制药业的高效率提高。这类生产过程的幽美的地方还取决于，它既完成了原来「片状」、「胶襄」的各种各样释放给药的作用，又取消了二者之间加工工艺上的区别。

三迭纪 3D 打印药片 | 由来：三迭纪

传统手工艺中，压片糖果技术性生产制造片状，罐装胶襄技术性生产制造胶襄。而用 3D 打印，全部制剂，无论构造怎样繁杂，事实上仅仅一种加工工艺：用 3D 打印机，根据数学分析模型主要参数，将药物构造打印出去。三迭纪创办人、CEO成森平描述：「三迭纪从业的是智能化的基本建设项目，大家已经修建一条智能化的制药业快速通道。」

今日，三迭纪早已跨出创立前 4 年的技术性认证期，进入了第二个环节：产品研发期。2022年 1 月，三迭纪的第一款 3D 打印药物商品得到了美国 FDA 的新药临床准许（IND），下面将开展临床研究。这也是继 2015 年以后，全世界第二款得到美国 FDA IND 准许的 3D 打印药物。在我国，这款药也进入了申请注册申请环节。

这款名叫 T19 的商品，是一种医治类风湿的药物，预估在 2023 年向 FDA 递交发售申请办理。

02

从科学合理构想到商品

3D 打印制药业的历程可以上溯到 1996 年。麻省理工大学（MIT）的 Michael Cima 专家教授初次试着用「粉末状黏结」3D 打印技术性来制药业，以后便打动了许多组织跟进科学研究。

现阶段，像德国默克、美国默沙东那样的医药企业大佬都对 3D 打印制药业有一定的合理布局。但是，就发展趋势时期来讲，进行技术性认证，完成产品研发的企业仅有俩家，申请注册第一款药物的美国企业 Aprecia 以外，另一家就是三迭纪。

在技术方案上，俩家企业并不一样。Aprecia 沿用 MIT 的「粉末状黏结」技术性，将其现代化。这类技术性将相关成分和辅材制取成粉末状，用打印头喷出黏结剂，使药片成形。产生的药片松散多孔结构，遇水后几秒内就能完全融解。那样短期内内释放很多相关成分，迅速见效，特别是在适用吞咽障碍的用药群体。

但是这个方法没法打印繁杂的药物内部构造。三迭纪挑选了热融打印。热熔打印的基本思路是将固态溶化成半固态，根据打印头挤压，再凝结成须要的样子。

普遍的热融打印技术性入料务必是线缆，这就对原材料多了一层限定。三迭纪创新了热融挤压堆积（MED Melt Extrusion Deposition）的新技术应用。将粉状的原材料和辅材变软或溶化成可流动性的半固态，根据打印头挤压，逐层打印，堆积凝结，最后变成事先设计好的三维构造。

那样可以打印的原料更普遍，技术性也更普适性。

技术方案，和想完成的实际效果立即有关。成森平详细介绍，「三迭纪期待完成构造中药制剂，『挤压』那样的 3D 打印基本原理最合适。」

她描述三迭纪是一家由二位「浪漫主义者」开创的企业。李霄凌是美国太平洋大学（University of the Pacific）药学院终身教授，有 30 年药物传送技术研发工作经验，有充足的合理想像力。提到自身对新技术的兴趣爱好，他告知极客公园，他对电、机械设备都很喜欢，在车库里有自身的数控车床。成森平曾是扬子江药业美国子公司的创办人，有 11 年的中国与美国两国之间创业心得。她一直想要做来源于我国，危害全世界的技术革新。

专利权手绘稿及第一个 3D 打印药片 | 由来：三迭纪

公司成立前好多个月，李霄凌画了一系列专利权手绘稿。第一个专利手绘稿上构想了一枚有三个腔室的药片，边上是相匹配三种不一样成份的释放曲线图。历经大半年，第一个内部结构有构造的药片总算被空天飞机打印出去。

现如今，三迭纪的 3D 打印技术性可以搞出构造繁琐、现阶段加工工艺难以达到的药片。例如一款为长期失眠病人设计方案的药物，一个药片包括三种不一样成份，三种释放曲线图。药物进到身体后，最先释放的是做为镇静剂的唑吡酮，协助病人迅速进到休眠状态。

接着，第二种成份——褪黑色素才逐渐释放，而它会稳速释放七个钟头上下，围绕全部睡觉时间；而在早晨，第三种成份——等于一杯咖啡实际效果的 70 mg上下的咖啡碱才会释放，唤起病人。

比较严重病人的失眠症药物设计方案 | 由来：三迭纪

03

30 年的企业愿景

做从来没有人干过的制药技术最底层自主创新，代表着三迭纪必须从打印机器设备、原材料数据信息、制剂设计方案三个技术性方位上所有走通。企业精英团队是一个非常典型的交叉学科「混编军队」。成森平说，三迭纪组成了 20 好几个细分化技术专业的优秀人才去做这三件事儿，「这也是往日不容易在一家药业公司里做的事儿，大家把机器设备开发设计、原材料分析和中药制剂开发设计所有完成了。」

那样一个精英团队，来源于不一样课程、工作中环境的人必定要将彼此的专业知识和专业技能连通。在职位招聘和塑造上，企业也经历过一个悲痛的全过程。

成森平笑道早些年对优秀人才跨界营销工作能力「放纵自己」，挣脱后才进行了「新技术应用问世热门职业」的实际。对三迭纪而言，不论是哪些环境、技术专业出生的人，也只有有着三分之一工作经验。因而，企业会关键调查工作经验转移工作能力。而对招入企业的优秀人才，也必须提供充足的细心，一边塑造一边希望她们为公司开创更多的使用价值。一个人是否有革新的意向，也很重要。李霄凌告知极客公园，「假如有些人只想要领一份工资，并沒有要用心付出做这件事情，这也是教不容易的。这不是发自肺腑的。」

企业的专业人才关键来源于水利学、材料科学、药剂学三个不一样环境。生物学家和技术工程师有不一样的岗位特性，最开始协作时的矛盾来源于思维方式。不一样思维方式的撞击，既可以激起更新的念头，与此同时也有许多误会和磨擦。「混编军队就搞好俩件事儿：第一个是总体目标上达成一致，第二个是在一起能打胜仗。根据能打胜仗互相融入玩法，完后以后就能拿下一个大仗。」成森平说。

二位创办人不一样思维模式也可以相辅相成。李霄凌善于从科学研究和技术的底层逻辑开展正向思维；成森平善于从商业服务转换、公司运行的终点站开展发散思维。两人彼此之间相互配合，能产生闭环控制，去思索从技术到商品、再到商业服务运行的所有阶段。

从商务视角，不但要考虑到技术的创新性，也要考虑到从技术到商品的途径。

在 2016、2017 年的情况下，三迭纪以前铺平了十几个药物制剂设计方案的系统化科学研究。之后她们发觉，仅是和投资者解读这种科学研究，就要花好多个钟头。因此企业坚决干了选择，只保存了好多个科学研究充足、相对性简洁的设计方案，用以后面商品快速开发。

做为一个在全球范畴内发展跑道的企业，三迭纪当然会以全球角度来思索自主创新。现如今，在药物 3D 打印行业，企业已创建起自身的专利权环城河。全球现阶段 3D 打印药物专利权一共有 500 多种，三迭纪有着在其中 140 项。这种专利权分散在开发方式现代性、药物制剂、打印机器设备不一样层面。

2020 年，三迭纪的 MED 3D 打印技术当选了 FDA 的新起技术工作组的新项目；企业也受美国药典邀约，参加 3D 打印药物规范制订。

进到新的环节，三迭纪早已起动了对外开放发展战略，对外开放技术資源，与全球医药企业创建普遍协作，完成3D打印药物技术的商业化的。精准定位为一家技术服务平台型企业，三迭纪关键有二种商业运营模式：一种是自主研发的全球商品对外开放批准市场销售支配权，第二种是跟全球医药企业和中国药企一同开发设计药物商品。

无论以什么样方法，企业都必须根据几种重磅消息商品来向销售市场证实3D打印药物的产品价值。预估2023年递交发售申请办理的T19药物身后，除开技术、临床医学功效、审核，经济收益也是考量的要素之一。

相比其他方面的自主创业，制药业人更为必须细心。一个制药业人从学术研究练习、到产业链工作经验累积均值必须 20 年的時间。成森平来看，MED 3D 打印技术是「继 100 很多年前中药制剂压片糖果加工工艺创造发明后，最普适性的固态中药制剂开发设计和生产制造技术。」二位创办人期待让三迭纪变成具备全球知名度的智能化制药企业，促进制药业领域转型、摆脱原創新起技术的规模化和商业化的之途。对成森平来讲，她想要 30 年守候这一新项目。

*封面图由来：John Holcroft

文中为极客公园原创文章内容，转截请联络极克君手机微信 geekparker

极克一问

你吃过3D打印出去的药物么？