作者 | 凌梓郡
编辑 | 郑玄
2011 年 ， 乔布斯去世后 ， iPhone4s 问世 。 作为 iPhone4 的优化版 ， 它和 iPhone 一起成为了智能手机的划时代产品 。 它们的出现 ， 重新定义人们手掌中的触屏交互 ， 也意味着消费电子制造业的变革 。
同一时期 ， 化学制药车间则成了文物陈列馆 。 那一年底 ， 美国药学年会（AAPS）上 ， 药物评估与研究中心（CDER）主任 Janet Woodcock 说：「1950 年代的制药专家 ， 都能轻易地辨认出当下的制药过程 。 」
药关乎人的生命安全 ， 监管严格必然带来发展缓慢 。 但这不意味着稳定的行业不需要新兴技术 。 在 Janet Woodcock 的推动下 ， CDER 设立了新兴技术小组（ETT Emergency Technology Team） ， 为面临挑战的新兴技术提供支持 。
2015 年 7 月 31 日 ， 全球第一款 3D 打印药物——来自美国 Aprecia 公司的 Spritam(左乙拉西坦） ， 获得 FDA（美国食品药品监督管理局）批准 。 这对于当时在南京成立刚满 4 天的「三迭纪」来说 ， 无疑是意外之喜 。 这意味着 3D 打印制药监管审批开始有了先例 。

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【用 3D 打印，改变现代制药业】第一款 3D 打印药物 | 来源：美国 Aprecia 公司
三迭纪源于公司联合创始人、首席科学官李霄凌教授（Xiaoling Li P h.D.）的一个科学假想：用 3D 打印技术 ， 对药物制剂的研发和生产进行底层革新 。
你可以想象一个药片 ， 内部有不同大小形状的腔室 ， 犹如拥有不同房间的微小建筑 。 每个房间里有不同的药物成分 。 它进入人体后 ， 每个房门的开启时间点、先后顺序、其中成分的释放速度 ， 甚至到达肠胃某个特定部才释放 ， 都是按照预先设计来进行——药物的释放过程已然被事先编程 。
01 制药的数字化：药片可编程
如果说「有效成分」是药的「灵魂」 ， 那么「剂型」就是赋予它形状的「肉身」 。
一款作为商品售卖的上市药物 ， 除了有效成分的发现和验证 ， 制剂也是重要的一环 。 有效成分怎样与辅料配合 ， 最终被制造成片剂、胶囊、颗粒等合适的形态 ， 并在被吞咽下后溶解、释放、再被人体吸收 ， 都是制剂需要考虑的问题 。
你可能听说过「缓释胶囊」 ， 这是一种传统的「延迟释放」技术 。 每一粒胶囊里都有许多小颗粒 ， 每一个小颗粒外面有包衣 。 依据包衣的薄厚不同 ， 这些小颗粒就会在体内分批次溶解 ， 依批次释放出内核的有效成分 ， 使药效持续 。 可想而知 ， 这种胶囊制作需要多道工序：将包衣薄厚不同的小颗粒分别制作出来 ， 再按比例灌装成胶囊 。
而在依据参数制作之前 ， 还需要进行一系列试验 。 「如果需要某个速率 ， 就要寻找合适厚度的包衣；需要尝试什么样的厚度 ， 对应有什么样的速率 ， 在试错中 ， 找到其中一点 。 」李霄凌介绍 。 至于最普通的片剂 ， 由有效成分和辅料混合均匀压制而成 。 在生产前也需要通过测试衡量两种成分按比例混合后的溶解行为 ， 并且在多次尝试中优化 。
3D 打印的革命性在于 ， 可以用结构设计的全新思路来控制药物的释放过程 。
以简单的恒速释放为例 ， 辅料不与有效成分发生反应的前提下 ， 再将它们混合好 ， 按照设计好的结构 ， 一层层打印到药片的对应部位 。 那么进入人体后 ， 药物也会一层层依次溶解 。 调整每一层的表面积 ， 就可以调整相对应部位的释放速率 。
这种调整不依靠试错性试验 ， 而是计算 。 根据已有的材料、溶解速度、表面积等已有数据 ， 在电脑中先对药的内部结构进行数学建模 ， 再依据模型打印 。