微信|用 3D 打印，改变现代制药业( 二 ) 微信

以简单的恒速释放为例，辅料不与有效成分发生反应的前提下，再将它们混合好，按照设计好的结构，一层层打印到药片的对应部位。那么进入人体后，药物也会一层层依次溶解。调整每一层的表面积，就可以调整相对应部位的释放速率。
这种调整不依靠试错性试验，而是计算。根据已有的材料、溶解速度、表面积等已有数据，在电脑中先对药的内部结构进行数学建模，再依据模型打印。
可想而知，设计和生产的数字化，能让制药的效率提升。这种生产方式的优美之处还在于，它既实现了原有「片剂」、「胶囊」的各种释放给药的功能，又取消了两者之间工艺上的差别。

三迭纪 3D 打印药片 | 来源：三迭纪

传统工艺中，压片技术生产片剂，灌装胶囊技术生产胶囊。而用 3D 打印，所有剂型，无论结构如何复杂，实际上只是一种工艺：用 3D 打印机，依据数学模型参数，将药物结构打印出来。三迭纪创始人、首席执行官成森平形容：「三迭纪从事的是数字化的基建工程，我们正在建造一条现代化的制药高速通路。」
今天，三迭纪已经迈过成立前 4 年的技术验证期，进入了第二个阶段：产品开发期。今年 1 月，三迭纪的首款 3D 打印药物产品获得了美国 FDA 的新药临床批准（IND），接下来将进行临床试验。这是继 2015 年之后，全球第二款获得美国 FDA IND 批准的 3D 打印药物。在中国，这款药也进入了注册申报阶段。
这款名为 T19 的产品，是一种治疗类风湿关节炎的药物，预计在 2023 年向 FDA 提交上市申请。

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从科学设想到产品

3D 打印制药的历史可以追溯到 1996 年。麻省理工学院（MIT）的 Michael Cima 教授首次尝试用「粉末黏结」3D 打印技术来制药，之后便吸引了不少机构跟进研究。
目前，像德国默克、美国默沙东这样的药企巨头都对 3D 打印制药有所布局。不过，就发展阶段而言，完成技术验证，实现产品开发的公司只有两家，注册第一款药物的美国公司 Aprecia 之外，另一家便是三迭纪。
在技术路线上，两家公司并不一样。 Aprecia 沿用 MIT 的「粉末黏结」技术，将其工业化。这种技术将有效成分和辅料制备成粉末，用打印头喷射黏结剂，使药片成型。形成的药片疏松多孔，遇水几秒内就能够彻底溶解。这样短时间内释放大量有效成分，快速起效，尤其适用于吞咽困难的服药人群。
不过这种方式无法打印复杂的药物内部结构。三迭纪选择了热熔打印。热熔打印的思路是将固体融化成半固体，通过打印头挤出，再凝固成需要的形状。
常见的热熔打印技术进料必须是线材，这就对原料多了一层限制。三迭纪首创了热熔挤出沉积（MED Melt Extrusion Deposition）的新技术。将粉末状的原料和辅料软化或融化成可流动的半固体，通过打印头挤出，层层打印，沉积凝固，最终成为预先设计好的三维结构。
这样可以打印的材料更广泛，技术也更普适。
技术路线，和想实现的效果直接相关。成森平介绍，「三迭纪希望实现结构制剂，『挤出』这样的 3D 打印原理最适合。」
她形容三迭纪是一家由两位「理想主义者」创立的公司。李霄凌是美国太平洋大学（University of the Pacific）药学院终身教授，有 30 年药物传递技术研发经验，有丰富的科学想象力。谈到自己对技术的兴趣，他告诉极客公园，他对电、机械都很喜欢，在车库里有自己的车床。成森平曾是扬子江药业美国分公司的创始人，有 11 年的中美两国创业经验。她一直想做源于中国，影响全球的技术创新。