文章內(nèi)容概要
圖1: 3D生物打印技術(shù)在藥物研發(fā)中的應(yīng)用框架
本文系統(tǒng)回顧了3D生物打印技術(shù)在藥物研發(fā)各階段的應(yīng)用，包括靶點(diǎn)選擇、先導(dǎo)化合物確定、臨床前研究和臨床試驗(yàn)，并討論了該技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)與未來(lái)發(fā)展方向。
靶點(diǎn)選擇
藥物研發(fā)的第一階段聚焦于靶點(diǎn)選擇，3D生物打印用于靶點(diǎn)選擇時(shí)，其精確的時(shí)空細(xì)胞沉積能力能夠制造仿生疾病模型，這是其他組織工程技術(shù)所難以企及的。
圖2: 用于研究靶標(biāo)選擇的3D生物打印模型
先導(dǎo)化合物的確定
先導(dǎo)化合物的確定是藥物研發(fā)的第二步，3D生物打印技術(shù)在此階段的應(yīng)用，能夠迅速構(gòu)建出高度微型化的組織模型，并無(wú)縫集成至HTS系統(tǒng)中，從而加速先導(dǎo)化合物的篩選進(jìn)程。
圖3: 用于先導(dǎo)化合物確定的設(shè)備和3D生物打印方法
臨床前研究
傳統(tǒng)的臨床前研究多依賴(lài)于非人類(lèi)動(dòng)物模型，相比之下，3D生物打印技術(shù)通過(guò)逐層打印過(guò)程實(shí)現(xiàn)精確細(xì)胞沉積，能夠構(gòu)建出高度仿生的人體組織模型。
圖4: 用于臨床前研究的3D生物打印模型
臨床試驗(yàn)
盡管目前尚未有公開(kāi)報(bào)道的3D生物打印技術(shù)在臨床試驗(yàn)中的直接應(yīng)用，但已有研究探索了3D生物打印模型在模擬體內(nèi)患者特征方面的潛力。
圖5: 臨床試驗(yàn)的示意圖
技術(shù)局限
3D生物打印技術(shù)在構(gòu)建相同器官或疾病模型時(shí)采用的方法差異顯著，導(dǎo)致模型標(biāo)準(zhǔn)化成為一大挑戰(zhàn)。
模型在物理化學(xué)性質(zhì)上的差異，可能導(dǎo)致療效與安全性評(píng)估結(jié)果的差異。
亟需制定相關(guān)指導(dǎo)原則，以明確何種3D生物打印技術(shù)及生物墨水最適合于特定類(lèi)型模型的構(gòu)建。
未來(lái)方向
構(gòu)建用于藥代動(dòng)力學(xué)研究的器官模型，提供藥物擴(kuò)散速率、消耗速率等關(guān)鍵數(shù)據(jù)。
優(yōu)化藥物劑型，并促進(jìn)計(jì)算機(jī)模型的開(kāi)發(fā)，為基于生理學(xué)的藥代動(dòng)力學(xué)模型提供必要參數(shù)。
作為高效、經(jīng)濟(jì)的替代方案，減少對(duì)傳統(tǒng)體內(nèi)模型的依賴(lài)，降低研發(fā)成本和時(shí)間。
