ソングン・テック・オートバイオ2000は,AFM論文の出版に中国製薬大学を支援した (IF=19)

最近,中国製薬大学薬学部の 江平周教授と 陽丁教授の研究チームはデザインによる動力学:多材料3Dプリンタを用いた 個別化された薬剤放出プロファイルのオンデマンド製造世界一流の雑誌に先進的な機能的材料(IF = 19)

この論文の最初の著者,ペイホン・チェンは,深?? 蘇龍技術株式会社と合同で,中国でシェンゼンユアンイインテリジェント製薬技術株式会社 (Shenzhen YuanYi Intelligent Pharmaceutical Technology Co., Ltd.) を設立した.3Dプリント製薬の 知的設計と製造に焦点を当てています医薬品分野における3D印刷技術の研究と応用を継続的に進めています.

この研究が成功するために,Soongon Technology (YuanYi Intelligence) は重要な技術的支援とリソースを提供しました.AutoBio 2000 直接インク書き (DIW) 3Dプリンター実験プラットフォームとして機能し,チームに3次元"設計による動力学"の枠組みを構築することを可能にしました.これは,水溶性の高い狭い治療指数 (NTI) 薬物の個別化およびプログラム可能な薬剤解放プロファイルを可能にしました精密製薬研究のための革新的な技術的ソリューションを提供しています.

研究背景: 水溶性濃度の高い狭い治療指数 (NTI) 薬物の制御放出の課題に対処する

現代医学では,正確な薬剤投与は長い間科学者の中心的な目標でした.これは特に4-アミノピリジン (4-AP),血清濃度のわずかな変動であっても,治療の失敗や有毒反応を引き起こす可能性があります.通常の投与方法は,個別治療の要求に応えることができないことが多い.3D印刷技術の出現により,この課題に取り組むための新たな可能性が生まれました..

現在,4-APの投与には重大な制限があります.即座に放出される製剤は,しばしば急激な血清濃度ピークを生み出し,発作エピソードのリスクが増加します.持続放出剤はこのリスクを軽減します.これらの設計は,患者間の変動に対応したり,より複雑なものを提供したりできません.脆弱な集団に必要な適応性放出運動慢性腎臓疾患の患者などです.ダイナミックにプログラムされたリリース運動のオンデマンドカスタマイゼーションに向けて,ドーズのパーソナライゼーションを超えて移動できるスケーラブルなプラットフォームの欠如が残っています.

一方,水溶性の高い薬剤は,追加の課題を提示する.高溶性は薬剤の吸収を容易にするが,放出運動を正確に制御することが難しくなる.伝統的な投与形態で水溶性薬はマトリックス内に均等に分散し,その放出行動は,溶解性,pH感度,そして電離度その結果,中間溶解段階の調節は困難であり,正確なプログラム可能な放出プロファイルを達成することは大きな課題である.

従来の製薬プロセスは主に,水溶性薬の放出プロファイルを調節するために,繰り返しの配合調整とプロセス最適化に依存しています.このアプローチは労働を要する3Dプリンタ技術がもたらす 期待できる代替手段は容器の組成から構造設計への放出制御の移行の可能性しかし,現在の3Dプリンティング戦略は,依然として顕著な限界を示しています.

薬剤は通常 マトリックス内に均等に分布しています 薬剤は通常 マトリックス内に均等に分布されています活性薬剤成分 (API) の固有の溶解速度が支配している基本的には,現行の3Dプリンティングシステムのほとんどは構成的に均質であり続けます.そして,空間的に解消された多材料アーキテクチャの 複雑な放出制御を達成する可能性はまだ完全に実現されていません.

第二 に,チャネル を 含ん で いる 投与 形態 の よう な 先進 的 な 設計 は,水力 動力学 を 調節 し て 放出 に 影響 する 試み が あり ます.しかし,この 戦略 は 双刃 の 剣 の よう に 働く こと が でき ます.このようなシステムの多くは,溶解中に腫れまたは構造的劣化を経験する侵食性マトリスを使用しています表面面積と体積 (SA/V) の比率を動的に変化させ,局所的な水力学を乱し,放出プロファイルを予測不可能にする.外部チャネルは食物粒や胃腸内物質によって遮断される可能性があります変化をさらに増やした.

これらの限界に対応して,研究チームは 構造コード化された解放動力学の核心概念を革新的に提案しました.ソーゴン・テック (Yuanyi Smart Medicine) が開発したAutoBio2000システムのマルチマテリアル印刷能力を活用薬剤の放出制御は,従来の配合組成から空間構造に移される.この戦略は,従来の製薬に依存する開発パラダイムを破り,プログラム可能な薬物投与のための新しい構造的枠組みを確立します.

図1: 設計による動力学3層フレームワークの図.左上の図は,DLS内の安定した微環境の構築を示しており,乾燥によって引き起こされる断片体変形は,角 θ を通してグレードアップされ最適化されます.安定した小量製造を可能にする右上の図は,表面面積と体積の比を調整することで,個別化されたリリースを達成し,予測モデルを構築することが可能であることを示しています.左下の図は,BGP,アニゾトロプ性拡散を達成するために惰性障壁層を形成し,16時間以内に個別の放出規制を可能にする右下には,PMPが表示されており,PMPは 動力ゲートとして薬物フリー構造 (DFS) を組み込み,遅延時間の調整と加速-減速段階の動的制御を可能にします.パーソナライズドドージング要件を満たすため,セグメンテッド多段階リリースプロファイルの生産.

設計による動力学 3層の枠組み概要

デザインによる動力学 (Kinetics-By-Design) は,多材料3Dプリンティング技術によってサポートされる革新的な薬物放出制御戦略です.薬物の構成よりも構造設計によって 薬物の放出を正確に制御することを目的とした 3層の枠組みを確立しますパーソナライズド薬療法の革新的なソリューションを提供しています.

この枠組みでは,4-APをモデル薬として使用し,水溶性高およびpH敏感性の高い薬剤の放出の課題を体系的に解決しています.基本単位として機能します合理的な配合設計とプロセス最適化により,pH依存をなくし,乾燥によって引き起こされる切断型コーン効果を解決し,高度に再現可能な製造を達成します.この構造は,優れた機械的強度と薬剤の放出特性を備えています表面面積と体積の比を調整することで4時間以内に個別リリースが可能になります

2つ目の層はバリア誘導製剤 (BGP) で,アニゾトロプ性拡散を導入し,経路長と放出領域をプログラム可能な変数に変換します.薬剤を装着した構造の周りに惰性障壁層が構築され,片方向の放出経路を作成します.放出プロファイルは一般的なモデルに適している (R2 = 0.992).

3つ目の層である経路調節製剤 (PMPs) は,さらに内部の 運動ゲートを組み込みます.遅延時間の調整と加速-減速段階の動的制御が可能になりますこの設計により,薬剤の放出プロファイルは高度に柔軟で多様性があり,複雑な臨床治療要件を満たし,個別化された治療のためのより正確な手段を提供します.

総じて the “Kinetics-By-Design” three-layer framework transforms drug release from traditional formulation-dependent mechanisms to structurally controllable processes through clever structural design and advanced 3D printing technology水溶性高およびpH敏感性の高い薬剤を放出する課題に対する効果的な解決策を提供し,個別化薬剤治療の進歩に期待されています.患者の治療結果と生活の質を向上させる可能性があります.

図2:DLSの配列スクリーニングと最適化結果これは,DLS 溶解性能,機械的強度,腫れ行動,表面の湿度,インク挤出圧力,印刷圧異なるpH条件下での溶解プロフィール.

図3:DLSの環境安定性と製造信頼性異なるpH環境におけるDLS溶解プロファイルに対する異なるFA含有量の影響,DLS溶解性能と機械的強度に対するTEC除去の影響を示しています.切断型コーン効果の定量的な評価と解消異なるパドル速度とpH条件下でのDLSの溶解プロファイル,DLS解離率に対する薬物の負荷の影響,DSC,PXRD,FT-IR分析の結果.

図4:DLS品質管理と運動モデル化量量重量線形回帰は R2 = 0 を示します.9997表面面積と体積 (SA/V) の比が放出動力学を決定する支配的な要因であることを示す. [0°,90°]と [45°]の記入角,135°] に同性力強度を保証するように構成されている..

図5 長期にわたる個別化されたリリースを可能にするBGPBGPの片方向放出原理と製造過程,BGPの溶解および膨胀プロファイル,異なる放出領域と拡散経路を図示する.BGPの溶解プロファイル,幾何学が異なるが表面面積が似ている異なるpHとパドル速度条件下での溶解プロファイル,およびBGP構造を修正することによって求められるパーソナライズされた溶解プロファイル.

図6:PMPの動的放出特性遅延時間や加速・減速相を含む異なる"動的ゲート"設計のPMPの動的リリースプロファイルが示されています.異なる設計のPMPの放出曲線を比較することで薬物の放出に対する"運動ゲート"の正確な規制効果を視覚的に示しています.

図7 製剤の微細構造と加工と溶解の過程における動的進化DLS,DFS,BSの表面と横切りのSEM画像を提示し,それらの異なる微細構造を明らかにします.,乾燥後,溶解後,溶解後に乾燥) DLS,DFS,BSの乾燥前と後の算術平均粗さ (Ra) と最大プロファイル高さ (Rz) の変化DLSの表面荒さパラメータ印刷後,乾燥後,溶解後,溶解後に乾燥し,印刷中に潜在的な欠陥を示す3D表面形状泡やフィラメントの破裂による表面崩壊など複数のスケール画像方法により,マクロスコープ製剤の性能とその微細構造の関係が解明される.

応用価値と将来の見通し

パーソナライズド・メディシンと薬の開発に突破をもたらす.パーソナライズド・メディシン分野では,患者の個別の違いに応じて薬の放出プロファイルを調整することができます.治療指数が狭い薬剤に関連した毒性および治療失敗のリスクを効果的に軽減する.同時に,持続的な薬の放出を可能にすることで慢性疾患のよりよい制御を達成するのに役立ちます.

この枠組みは コンピューターシミュレーションと3Dプリンタを組み合わせることで 新薬開発プロセスを加速させ 薬剤配列を迅速に製造し 試験することができます開発期間を短縮するさらに,水溶性高およびpH敏感性の高い薬剤を放出し,その適用範囲を拡大し,医療費を削減し,医療効率を向上させるという課題に取り組んでいます.前向きに臨床的に関連のある個別化された医薬品のスケーラブルな生産をさらに可能にするため,AI駆動モデリングをプロセス分析技術と統合することを計画しています.

ビデオではAuto Bio2000 を使った 80 錠の小量連続生産.

タイトル: キネティクス・バイ・デザイン: マルチ・マテリアル3Dプリントを用いた個別化された薬剤放出プロファイルのオン・デマンド製造公開された先進的な機能的材料(2026年)

DOI リンク:https://doi.org/10.1002/adfm202527954

最初の著者:チェン・ペイホン (陈培??) メール:15992585225@163.com

対応した著者:江平周建平 (周建平) と?? 丁 (丁??)