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，包括靶點選擇、先導化合物確定、臨床前研究和臨床試驗，并討論了該技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)與未來發(fā)展方向。
靶點選擇
藥物研發(fā)的第一階段聚焦于靶點選擇，3D生物打印用于靶點選擇時，其精確的時空細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: 用于研究靶標選擇的3D生物打印模型
先導化合物的確定
先導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，并無縫集成至HTS系統(tǒng)中，從而加速先導化合物的篩選進程。
圖3: 用于先導化合物確定的設(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于非人類動物模型，相比之下，3D生物打印技術(shù)通過逐層打印過程實現(xiàn)精確細胞沉積，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
盡管目前尚未有公開報道的3D生物打印技術(shù)在臨床試驗中的直接應(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采用的方法差異顯著，導致模型標準化成為一大挑戰(zhàn)。
模型在物理化學性質(zhì)上的差異，可能導致療效與安全性評估結(jié)果的差異。
亟需制定相關(guān)指導原則，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型模型的構(gòu)建。
未來方向
構(gòu)建用于藥代動力學研究的器官模型，提供藥物擴散速率、消耗速率等關(guān)鍵數(shù)據(jù)。
優(yōu)化藥物劑型，并促進計算機模型的開發(fā)，為基于生理學的藥代動力學模型提供必要參數(shù)。
作為高效、經(jīng)濟的替代方案，減少對傳統(tǒng)體內(nèi)模型的依賴，降低研發(fā)成本和時間。
