导读：2021年10月5日，制药3D打印专家FabRX与伦敦大学学院（UCL）和西班牙圣地亚哥-德孔波斯特拉大学（USC）的研究人员一起合作，3D打印出了一种新型的载药医疗设备，用于治疗干眼症。该团队使用数字光处理（DLP）3D打印方法来生产点滴塞，这是插入眼睛泪道的小型医疗设备，用于堵塞泪道和防止液体排出。这种3D打印的装有地塞米松（一种抗炎药物）的点滴塞旨在缓解干眼症症状，并为传统的局部给药（如眼药水）提供一种替代治疗方法。
△DLP3D打印过程和用于体外溶解研究的内部流动装置模型。图片来自MDPI。
FabRx的3D打印药物
FabRx是UCL的子公司，它们利用3D打印技术开发个性化药物和药物输送装置已有一段时间。尽管该技术在很大程度上仍处于开发阶段，但它为临床制药药物开发提供了几个显著的优势，例如能够根据个别病人的需求进行药物个性化生产，药物的交付时间加快，并为医院、药房和难以到达地区的人提供了按需用药的可能。在此之前，FabRx曾与UCL和南加州大学在这一领域进行了合作，为患有罕见的代谢性疾病枫糖浆尿病（MSUD）的儿童开发了个性化的药物。2019年，这两家合作商制作了3D打印的咀嚼片，称为Printlets。与MSUD疾病的传统治疗方法相比，它具有类似的疗效，但病人的接受率更高。
此后不久，FabRX在瑞士的ILMAC展会上首次推出了M3DIMAKER 3D打印机。这种桌面大小的FFF系统是专门设计的，可以按照临床医生选择所需的剂量制造个性化的药物输送装置。去年，FabRx使用SLS 3D打印工艺生产了表面带有盲文和月亮图案的Printlets，以帮助有视觉障碍的病人服药，最近还发表了一篇论文，评估了3D打印药物的现状和该技术的临床潜力。
△研究人员制作的点状塞的三维设计。图片来自MDPI。
抗击干眼症
在他们最新的合作中，FabRx、UCL和USC探讨了3D打印医疗设备如何为干眼症提供替代治疗方法。干眼症是一种常见的慢性疾病，影响着全世界数百万人。干眼症的发生是由于泪液分泌不足或泪膜蒸发增加，如果不加以治疗，会导致角膜发炎和结膜炎等感染性疾病。干眼症通常通过局部给药方法进行治疗，如滴眼液，然而根据FabRx的说法，这种配方的眼部生物利用度（指药物进入人体后进入循环的比例）往往很低。
使用穴位塞是缓解干眼症的非侵入性治疗策略，其作用是阻断泪道，防止泪液外流，改善泪膜稳定性。基于光聚合的3D打印技术，如DLP，具有出色的特征分辨率和光滑的表面光洁度，而且由于它们在室温下操作，还可以避免医疗设备内药物的热降解。
DLP 3D打印技术还可以在一个步骤中制备各种尺寸、形状和药物剂量的穿刺塞。因此，合作伙伴试图评估其比传统制造的穿刺塞和局部给药方法的能力。
△DLP 3D打印的（a）D10、（b）D10PEG、（c）D20和（d）D20PEG点状塞的光学图像。图片来自MDPI。
3D打印点滴塞
在研究期间，科研人员通过直接DLP 3D打印，在聚乙二醇二丙烯酸酯（PEGDA）水凝胶中制备了不同配方的载药点状塞。这些穿刺塞被设计成插入眼睛的穿刺处，其构造与市面上的穿刺塞相似，长度为1-2毫米，直径为0.2-1毫米。使用商业DLP 3D打印机，即Titan2HR系统，用不同水平的地塞米松，成功打印出了这些点状塞。据FabRx称，这些设备的制作具有良好的分辨率和可重复性，其特点是轴呈锥形，便于插入和取出。
只需20分钟，一次打印就能生产出20多个穿刺塞，这显然表明了3D打印技术在制造小批量个性化药物输送装置方面的能力。研究人员在内部创建的模拟眼结膜下空间的体外模型上测试了他们的3D打印点状塞子。地塞米松的完全长期药物释放在4至11天内实现，这取决于穿刺栓内药物的数量和配方。例如，体外测试显示，D10PEG和D20PEG点状塞子所含的药物可以释放持续一周，而D10和D20塞子可以延长药物释放时间，分别在5天和11天内释放50%的地塞米松。
据合作伙伴称，与传统的制备穿刺塞的方法（如成型）相比，DLP 3D打印在个性化定制塞子的尺寸、形状和材料方面提供了高度的灵活性，以适应不同患者的需求。该研究还表明，药物释放型点状塞有可能使一系列眼部疾病受益，包括开角型青光眼、眼部高血压和细菌性结膜炎。
△DLP3D打印的（a）D10、（b）D20、（c）D10PEG和（d）D20PEG穿刺塞的SEM图像。图片来自MDPI。
关于这项研究的更多信息可以在MDPI Pharmaceutics杂志上发表的题为：" 3D Printed Punctal Plugs for Controlled Ocular Drug Delivery"的论文中找到。该研究的共同作者是X. Xu、S. Awwad、L.Diaz-gomez、C. Alvarez-Lorenzo、S.Brocchini、S. Gaisford、A.Goyanes和A. Basit。
相关论文链接：https://www.mdpi.com/1999-4923/13/9/1421/htm