虽然 3D 打印是一项相对较新的技术，但自诞生以来，它就以快速迭代产品设计的能力而闻名。如今，3D 打印已成为牙科、消费品和医疗技术等各个行业流程和工作流程中不可或缺的一部分，在许多情况下，它解决了传统制造方法（如模塑）无法解决的长期挑战。随着微型化和个性化趋势推动这些行业及其他行业的创新，需要高精度制造技术，使工程师和产品设计师能够持续制造高精度、小型零件。

微型 3D 打印具有超高精度、分辨率和准确度，这些往往是推动这些行业向前发展所必需的。我们已经看到了微型 3D 打印在定制牙科解决方案、扩大微创手术可用性的微型手术器械和电子产品方面的优势，但这些高精度解决方案也在以其他方式推动行业发展，例如在制药研发 (R&D) 领域。事实上， 美国国家生物技术信息中心表示，Web of Science 核心合集中记录的包含术语“3D 打印”或“3D 打印”的科学论文数量从 2012 年的 59 篇增加到 2017 年的 1,573 篇，这凸显了人们对在制药和生物技术研究应用中使用 3D 打印的兴趣日益浓厚。

制药业与 3D 打印相遇

制药行业可从临床和研究环境中的 3D 打印使用中受益。随着医疗技术和医疗保健设备变得越来越小，组装越来越复杂，3D 打印可以在解决实现此类部件所需的微小特征和精度的挑战方面发挥重要作用。据美国食品药品管理局 (FDA)称，由于该技术的多功能性，3D 打印已用于 FDA 批准的医疗设备、生物制剂和其他药品，其他国家也在医疗保健领域使用该技术。例如，英国的资助研究人员正在开发一种“3D 打印工具包”，以指导制药和生物技术公司将 3D 打印应用到他们的流程中。

最近，微型 3D 打印推动了药物研究，特别是在开发微流体设备方面，例如芯片实验室和芯片器官平台。这些设备由于规模小且要求特异性强，难以用其他方法生产，通常用于在临床试验前测试新药和化妆品对人体组织的功效和毒性。它们比传统的 2D 模型更能反映人体生物学，可能更准确、更有效地预测人体药物反应。

制造精密微流体装置

微型 3D 打印技术可以创建具有独特功能的芯片平台，例如具有微米级特征的微通道网络，可模拟血管。这些网络可确保整个芯片内营养物质的有效输送和废物清除，从而实现大规模人体组织的全面复制，有助于推进药物发现和开发。与传统模型（如 2D 细胞培养和动物模型）相比，它还可能产生更精确的测试结果和化合物敏感性。 

微型 3D 打印工艺的高精度和准确性使制药研究人员能够构建满足其特定测试需求的定制微流体设备。由于能够在研发过程中创建无限数量的片上设备，制药研究人员可以在进入临床试验之前进行非侵入性测试，从而为他们提供将科学发现转化为切实解决方案的工具。

跨模式研究快速推进

制药公司可以使用 3D 打印微流体设备来加强多种模式的研究，包括疾病建模、组织工程、药物功效、药物安全性，甚至推动医疗保健向精准医疗迈进。事实上，研究人员一直在创建强大的组织模型，包括肿瘤、肾脏和皮肤，用于化妆品和药物功效研究，这说明了器官芯片平台在生命科学研究中的多功能性。通过与世界各地的科学家和行业合作伙伴合作，研究人员开发了组织模型，帮助科学家更好地了解复杂的疾病，如肝病、心脏病、肺癌和子宫内膜癌。

微型 3D 打印对于从医疗设备到药品等复杂治疗的个性化具有无价的价值，但除了医疗设备之外，大型医疗保健和制药公司正在研究如何将 3D 打印用于下一代药物开发（如生物医药）或个性化手术技术（如骨移植）。随着以患者为中心的趋势不断发展，3D 打印在制药研发中可能会越来越流行。3D 打印不仅可以定制药品和其他医疗治疗，而且对于制造用于专门治疗或一次性设备的小批量产品来说，它是一种经济高效的解决方案。

展望未来：3D 打印在制药研发中的作用

在许多情况下，3D 打印已经影响了制药和生物技术研究。事实上，根据美国国家医学图书馆的数据，3D 打印已成为精确制造个性化剂型、组织工程和疾病建模最具革命性和最强大的工具之一。

然而，随着技术开始在行业中发挥更重要的作用，近期的挑战将是采用标准验证程序和克服监管障碍。为了解决这些挑战，研究人员、行业利益相关者和监管机构必须共同努力。建立这种对话将是推动创新和释放芯片技术全部潜力的重要组成部分，芯片技术可能对人类健康和安全产生直接影响。

随着 3D 打印技术继续助力各行各业的创新，它也可能在制药研发中发挥更大作用。从更好地了解复杂疾病到推动药物发现的变革性进步，再到帮助行业共同迈向精准医疗，该技术可以帮助制药公司尽快为患者提供救命疗法。 

作者：Jennifer Sun 博士，BMF Biotechnology 首席科学官