2023年全球药物3D打印行业技术发展分析 AI技术加入,数字智能制药成为可能【组图】

郑玉琴

本文核心数据:技术突破历程;技术优劣势分析;技术发展趋势预测等

1、药物3D打印技术突破历程

3D打印技术又被称为增材制造技术,它基于计算机构建的数字模型,通过“分层打印,逐层叠加”的方式生产制造三维实体。药物3D打印技术是将3D打印技术应用于制药过程中的技术,是一种底层的制药技术创新,该技术的出现导致了整个制药流程的变革。

最早出现的药物3D打印技术是MIT的Michael J.Cima教授发明的粉末粘结技术,他在1996年首次发表了该技术用于药物研究领域的文章。发展至今,药物3D打印技术的突破历程如下:

图表1:药物3D打印技术突破历程

2、药物3D打印技术汇总

按照美国材料与试验协会(American Society for Testing and Materials,ASTM)F42增材制造技术委员会的分类标准,目前,3D打印技术可分为7类:材料挤出成型技术(Material Extrusion)、粘合剂喷射成型技术(Binder Jetting)、粉末床熔融成型技术(PowderBed Fusion)、光聚合固化技术(VAT Photopolymerization)、材料喷射成型技术(Material Jetting)、直接能量沉积技术(Directed Energy Deposition)和薄膜层积技术(Sheet Lamination)。其中,材料挤出成型技术、粘合剂喷射成型技术、粉末床熔融成型技术和光聚合固化技术这4大类3D打印技术被应用于制药领域,其代表性技术分支及技术特点如下:

图表2:药物3D打印技术汇总

3、药物3D打印技术优劣势分析

药物3D打印技术相比传统制剂技术,以其在产品设计复杂度、个性化给药和按需制造等几个方面的优势,吸引了不少药物公司和研究机构对此进行探索。其中,熔融沉积成型(FDM)是最普及的3D打印技术之一,被广泛应用于药物3D打印研究中,但由于其可选材料少、不利于连续化和规模化生产、药物打印精度差等限制,FDM技术真正应用到制剂产品开发和商业化生产上,因此,热熔挤出沉积(MED)、直接粉末挤出(DPE)和熔融滴注成型(MDD)等新的3D打印技术应运而生。各技术优劣势对比如下:

图表3:药物3D打印技术优劣势分析

4、药物3D打印技术应用情况

当前,药物3D打印代表性技术的应用情况及和对应代表性的公司及研究机构如下:

图表4:药物3D打印代表性技术应用情况

5、药物3D打印技术现状及发展趋势总结

目前,基于材料挤出成型技术,如热熔挤出沉积(MED)、熔融沉积成型(FDM)和半固体挤出(SSE)在药物3D打印领域已成为主流趋势,其中,MED是固体制剂领域适用最广泛和最具临床应用价值的药物3D打印技术。未来,随着信息科技产业的发展,AI技术将逐步应用于3D打印制药的剂型设计、材料选择、工艺研究等多个环节,数字智能制药成为可能。

图表5:药物3D打印技术现状及发展趋势

更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国生物3D打印行业发展前景预测与投资战略规划分析报告》。

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郑玉琴

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郑玉琴(产业研究员、分析师)

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