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2023年全球藥物3D打印行業技術發展分析 AI技術加入,數字智能制藥成為可能【組圖】

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20 鄭玉琴 ? 2023-09-17 15:00:19  來源:前瞻產業研究院 E9645G3

本文核心數據:技術突破歷程;技術優劣勢分析;技術發展趨勢預測等

1、藥物3D打印技術突破歷程

3D打印技術又被稱為增材制造技術,它基于計算機構建的數字模型,通過“分層打印,逐層疊加”的方式生產制造三維實體。藥物3D打印技術是將3D打印技術應用于制藥過程中的技術,是一種底層的制藥技術創新,該技術的出現導致了整個制藥流程的變革。

最早出現的藥物3D打印技術是MIT的Michael J.Cima教授發明的粉末粘結技術,他在1996年首次發表了該技術用于藥物研究領域的文章。發展至今,藥物3D打印技術的突破歷程如下:

圖表1:藥物3D打印技術突破歷程

2、藥物3D打印技術匯總

按照美國材料與試驗協會(American Society for Testing and Materials,ASTM)F42增材制造技術委員會的分類標準,目前,3D打印技術可分為7類:材料擠出成型技術(Material Extrusion)、粘合劑噴射成型技術(Binder Jetting)、粉末床熔融成型技術(PowderBed Fusion)、光聚合固化技術(VAT Photopolymerization)、材料噴射成型技術(Material Jetting)、直接能量沉積技術(Directed Energy Deposition)和薄膜層積技術(Sheet Lamination)。其中,材料擠出成型技術、粘合劑噴射成型技術、粉末床熔融成型技術和光聚合固化技術這4大類3D打印技術被應用于制藥領域,其代表性技術分支及技術特點如下:

圖表2:藥物3D打印技術匯總

3、藥物3D打印技術優劣勢分析

藥物3D打印技術相比傳統制劑技術,以其在產品設計復雜度、個性化給藥和按需制造等幾個方面的優勢,吸引了不少藥物公司和研究機構對此進行探索。其中,熔融沉積成型(FDM)是最普及的3D打印技術之一,被廣泛應用于藥物3D打印研究中,但由于其可選材料少、不利于連續化和規?;a、藥物打印精度差等限制,FDM技術真正應用到制劑產品開發和商業化生產上,因此,熱熔擠出沉積(MED)、直接粉末擠出(DPE)和熔融滴注成型(MDD)等新的3D打印技術應運而生。各技術優劣勢對比如下:

圖表3:藥物3D打印技術優劣勢分析

4、藥物3D打印技術應用情況

當前,藥物3D打印代表性技術的應用情況及和對應代表性的公司及研究機構如下:

圖表4:藥物3D打印代表性技術應用情況

5、藥物3D打印技術現狀及發展趨勢總結

目前,基于材料擠出成型技術,如熱熔擠出沉積(MED)、熔融沉積成型(FDM)和半固體擠出(SSE)在藥物3D打印領域已成為主流趨勢,其中,MED是固體制劑領域適用最廣泛和最具臨床應用價值的藥物3D打印技術。未來,隨著信息科技產業的發展,AI技術將逐步應用于3D打印制藥的劑型設計、材料選擇、工藝研究等多個環節,數字智能制藥成為可能。

圖表5:藥物3D打印技術現狀及發展趨勢

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