什么是個(gè)性化醫(yī)療？

想象一下，根據(jù)您的性別、大小、遺傳學(xué)和所需的藥物形式，確切的量身定制需求藥物。

傳統(tǒng)的醫(yī)療方法包括“一種尺寸適合所有”的藥物應(yīng)用。這不考慮患者間的變異性，并且早就知道，可能導(dǎo)致患者之間的治療結(jié)果顯著不同。由于人類基因組研究領(lǐng)域的不斷發(fā)展和新的潛在制造技術(shù)（如3D打印），提供劑量并將“個(gè)體”方法應(yīng)用于患者的能力越來(lái)越受到關(guān)注。提供個(gè)體患者水平的遺傳信息可改善有關(guān)特定患者所需的正確活性藥物成分、劑量和時(shí)間的決策，從而減少不良反應(yīng)并改善治療結(jié)果。

除了根據(jù)患者數(shù)據(jù)和生活方式因素做出醫(yī)療決策外，個(gè)性化醫(yī)療還可能涉及考慮特定患者的個(gè)人偏好。固體口服劑型可以根據(jù)患者對(duì)藥劑的大小、顏色、形狀和味道等相關(guān)的個(gè)人喜好進(jìn)行定制，這對(duì)于兒童和有吞咽障礙患者的可接受性尤為重要。迄今為止，給藥劑量通常將片劑拆分或壓碎成更小的片或打開(kāi)膠囊來(lái)調(diào)整市售制劑給藥劑量。然而，這種對(duì)固體口服劑型的操作是不準(zhǔn)確的，并且可能導(dǎo)致給藥劑量的日常變化，從而導(dǎo)致不必要的過(guò)量或劑量不足。固體口服劑型的操作也可能改變劑型的性質(zhì)，產(chǎn)生潛在的危險(xiǎn)后果，例如緩釋劑型的劑量?jī)A倒或破壞pH敏感涂層，導(dǎo)致活性藥物在胃腸道的錯(cuò)誤部位釋放。

傳統(tǒng)的固定程序和工藝參數(shù)（例如壓片）已是成熟*的工藝，但缺乏制造個(gè)性化劑量所需的靈活性。美國(guó)食品和藥物管理局（FDA）正在鼓勵(lì)制藥公司實(shí)施現(xiàn)代和創(chuàng)新的制造技術(shù)和工藝，例如印刷技術(shù)，這些技術(shù)和工藝非常靈活，能夠高精度地生產(chǎn)*的劑型，以解決這一未滿足的需求。預(yù)計(jì)制造個(gè)性化劑型的能力將通過(guò)使患者定制的藥物具有更高的療效、安全性、依從性和可獲得性來(lái)提高治療效果。

3D打印如何提供幫助？

3D打印能夠生產(chǎn)創(chuàng)新和復(fù)雜的固體口服劑型，藥物輸送設(shè)備和醫(yī)療設(shè)備，其幾何形狀和復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是傳統(tǒng)制造方法不容易或不可能實(shí)現(xiàn)的。印刷固體劑型的潛在易操作性使3D打印對(duì)個(gè)性化醫(yī)療具有吸引力，并允許按需小批量生產(chǎn)定制的固體口服劑型，具有無(wú)限數(shù)量的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和各種個(gè)性化功能，例如，患者定制的藥物含量，根據(jù)患者的需求，提供藥物釋放模式和定制功能。這可能改善治療效果，從而降低與對(duì)社會(huì)代價(jià)高昂的不良治療結(jié)果相關(guān)的社會(huì)負(fù)擔(dān)。

質(zhì)構(gòu)分析如何提供幫助？

存在不同的打印技術(shù)，例如熔融沉積建模、半固體擠出3D打印、噴墨打印，這些技術(shù)需要原材料的特性截然不同，涉及固體、半固體和液態(tài)物質(zhì)。每一種都可能產(chǎn)生具有不同機(jī)械性能的固體劑型，最終將影響藥物的有效性。為了使藥物安全有效，活性藥物成分（API）需要以所需、安全和不變的方式輸送到體內(nèi)的預(yù)期目標(biāo)。藥物開(kāi)發(fā)旨在定義設(shè)計(jì)空間、規(guī)格和制造要求，以實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。除其他重要測(cè)量外，這還需要對(duì)3D打印形式的機(jī)械性能進(jìn)行廣泛了解，需要對(duì)其進(jìn)行測(cè)量，以確保藥物在糾正預(yù)定目標(biāo)處的片劑分解性能貢獻(xiàn)的基礎(chǔ)上有效。

如何檢測(cè)3D打印藥品的質(zhì)地

用于印刷的材料應(yīng)具有足夠的流變性能，可以很容易地?cái)D出并保持其形狀。任何擬用于3D打印的材料都需要進(jìn)行“可打印性”測(cè)試，以確保它們具有正確的流變特性或一致性。需要評(píng)估配方的擠出性，并通過(guò)壓縮試驗(yàn)測(cè)量所得印刷產(chǎn)品，以確保符合機(jī)械預(yù)期。片劑的斷裂和彎曲特征也可能是必要的評(píng)估。

以下是質(zhì)構(gòu)分析已經(jīng)以這種方式應(yīng)用的具體研究示例：

l     用于劑型個(gè)性化的打印技術(shù)。(Printing Technologies   forPersonalization of Dosage Forms.)

l     打印設(shè)置對(duì)基于擠出的3D打印片劑的關(guān)鍵質(zhì)量屬性的影響：設(shè)計(jì)質(zhì)量法。(Influence of Print Settings   onthe Critical Quality Attributes of Extrusion-Based 3D-Printed Caplets:   AQuality-by-Design Approach.)

l     用于治療兒童潛伏性結(jié)核感染的淀粉基軟劑型的半固態(tài)擠出3D打印。(Semi-solid   extrusion 3Dprinting of starch-based soft dosage forms for the treatment of   paediatriclatent tuberculosis infection.)

l     為兒科患者提供個(gè)性化口味的3D打印水果糖衣咀嚼片。(Personalised Tasted MaskedChewable 3D Printed Fruit-Chews   for Paediatric Patients.)

l     開(kāi)發(fā)3D打印給藥平臺(tái)以幫助戒斷治療。(Development of a   3D-PrintedDosing Platform to Aid in Zolpidem Withdrawal Therapy.)

l     開(kāi)發(fā)3D可生物可吸收的：一種虛擬測(cè)試方法。(Development of 3D   printable bioresorbablecoronary artery stents: A virtual testing approach.)

l     FDM 3D打印機(jī)中藥物聚合物的可打印性。(Printability of   pharmaceutical polymers in FDM3D printers.)

質(zhì)構(gòu)儀如何評(píng)估3D打印機(jī)基礎(chǔ)粉末的流動(dòng)性。

質(zhì)構(gòu)分析還可以用于3D打印過(guò)程的其他階段，而不僅僅是用于最終產(chǎn)品特性的測(cè)量。例如，選擇性激光燒結(jié)中使用的基粉的性能會(huì)影響燒結(jié)過(guò)程以及最終產(chǎn)品的性能。粉末流動(dòng)是這些特性之一。當(dāng)每一層新的粉末被掃到燒結(jié)床上時(shí)，該層應(yīng)該是均勻的，并且具有正確的厚度和分布。粉末流動(dòng)分析儀（PFA）是質(zhì)構(gòu)儀的一個(gè)非常有用的附加組件，可幫助測(cè)量這些流動(dòng)特性。

PFA證明了一種準(zhǔn)確可靠的干濕粉末流動(dòng)特性測(cè)量方法，能夠測(cè)量?jī)?nèi)聚力、結(jié)塊和速度流動(dòng)依賴性以及體積密度和其他特性。

隨著個(gè)性化醫(yī)療的好處越來(lái)越明顯，開(kāi)發(fā)和制造劑型的傳統(tǒng)方式需要調(diào)整，以進(jìn)一步考慮個(gè)性化方面。這需要從制造具有固定藥物含量的大批量生產(chǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)橐子诟淖儎┬偷闹圃旃に嚒＿@就是需要使用質(zhì)構(gòu)分析的地方。

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