ノッティンガム大学、3Dプリント医薬品の開発に600万ポンドの助成金を受ける

2023年1月27日、アンタークティックベアは、英国ノッティンガム大学の積層造形センター（CfAM）の研究者が、3Dプリントされた医薬品をより効率的に製造できるツールキットを開発するために、英国政府から600万ポンド（740万米ドル）の助成金を受け取ったことを知りました。このプロジェクトは、需要に応じてパーソナライズされカスタマイズされた「スマート製品」を作成し、人工装具、生体分子などの有効成分を含む生物学的医薬品、慢性疾患によって損傷した組織を再生できる生きた絆創膏や創傷パッチなどのイノベーションを商業生産に近づけることを目指しています。

このプロジェクトは、CfAM 教授であり付加製造の専門家である Ricky Wildman 氏が主導し、ノッティンガム大学工学部と薬学部の研究者、およびケンブリッジ大学、レディング大学、ストラスクライド大学、ボストンカレッジなどのプロジェクトパートナーが参加しています。チームは協力して、業界が新しい再生医療や医薬品を 3D プリントするための適切な材料を特定、選択、処理できるようにするツールキットプラットフォームを開発します。

△高度な機能を実現する3Dプリント材料の開発。画像提供：CfAM/ノッティンガム大学。

ヘルスケアのための 3D プリント<br /> 医療専門家が最先端の科学情報に迅速にアクセスできるようにするために、研究者は研究から開発、臨床導入までの道筋を改善することを目指しています。この目的のため、英国の大学に連邦政府の資金を提供する工学・物理科学研究会議（EPSRC）は、ワイルドマンの5年間のプロジェクトに資金を提供することを決定した。

ワイルドマン氏は、このプロジェクトにより、特に医療技術分野で3Dプリントの導入が拡大する可能性があると述べた。彼はさらに次のように説明しました。「現在、英国の製造業の柔軟性の欠如が、特定の産業分野での 3D プリントの成長を妨げています。高度な機能を備えた製品を生産するには、製造業がパフォーマンスを迅速に、予測どおりに、確実に「向上」させる必要があります。多くの製薬会社は、どの材料が 3D プリント可能か、製造プロセスは何か、材料をどのような順序で組み合わせるべきか、さまざまな形状の違いは何かがわからないため、3D プリントを使用してコンセプトを現実にする方法を知りません。この新しいプロジェクトは、これらすべての情報を提供して、商用アプリケーションを可能にすることを目的としています。」

チームは計算モデリングと機械学習を使用して、新薬の開発サイクルを加速するための業界向けの指示書を開発し、新薬開発期間を2年から6か月に短縮する予定です。さらに、プロジェクトの一環として、研究者らは、細胞の成長を促進するためにタンパク質や酵素に結合する必要があり、カスタマイズ可能で複雑かつ複数の材料を必要とする 3 つの試験用医薬品を開発し、テストします。

△経口バイオ医薬品用固形錠剤。画像提供：CfAM/ノッティンガム大学。

健康革命の加速<br /> CfAM の説明によると、この取り組みは、機能的な 3D プリント製品の開発時間と生産を短縮できるツールを提供し、それによって製薬業界での広範な導入と競争上の優位性を実現することを目的としています。この目標を達成するために、チームはまず、特に製薬およびバイオテクノロジー分野に高度な機能製品を提供するための 3D プリント機能を実証し、3D プリントされたバイオインクの現在の機能を拡張する材料ライブラリを開発し、合成、配合、スクリーニング、および堆積システムを結び付けて 3D プリント可能な機能材料の迅速な評価と展開を可能にするツールキットを開発します。

●ノッティンガム大学によれば、このプロジェクトは病院、薬局、英国国民保健サービス（NHS）で広く採用されることを目指している。協力者らはすでに、注射によるワクチンに代わる生物学的錠剤の試験を行っており、成功すれば、3Dプリントされたパーソナライズされた錠剤を患者が簡単に服用できるようになり、物流、配送、投薬管理の問題が軽減される。

●さらに、研究チームは炎症を鎮めることができる腸パッチを開発しており、消化管の組織の腫れを引き起こす炎症性腸疾患（IBD）の一種であるクローン病の患者を助ける可能性がある。パッチは内部領域を覆い、治癒を助け、細胞の再生をサポートする有効成分を放出します。

NHSのコンサルタントでノッティンガム大学医学部の教授であるモハマド・イリヤス氏は、細胞モデルを作成することで「腸の機能についての理解が深まる」と述べた。専門家は、もし成功すれば、臨床管理におけるパラダイムシフトにつながり、腸疾患の治療に自己組織工学療法が利用されるようになるだろうと付け加えた。同様に、ノッティンガム大学医学・健康科学部生命科学学部長のクライヴ・ロバーツ氏は次のように述べている。「これらの製品はまだ初期段階ですが、研究開発を通じて、3Dプリントツールキットの価値を証明し、材料を組み合わせて安全で効果的かつ低コストの個別化医薬品を提供する方法を示すことができるでしょう。」

△計算およびアルゴリズム手法を使用して、材料の識別と製品設計をサポートします。画像提供：CfAM/CfAM

実際、これはワイルドマン教授が実現した最初の 3D プリント技術革新ではありません。 2021年、専門家は、マルチマテリアルインクジェット3Dプリントと遺伝的アルゴリズムを組み合わせることで、パフォーマンスと細菌耐性を向上させるカスタマイズされた医療機器を設計および製造する新しい方法を発見しました。彼はこれに先立ち、個人に合わせた投薬量を3Dプリントするプロジェクトにも携わっていました。ワイルドマン氏が CfAM を率いることで、3D プリンティング研究は次世代のオンデマンドヘルスケアデバイスの開発を促進し、バイオ医薬品、細胞療法、再生医療、生体触媒などの多くの主要産業に価値をもたらすことができると考えられています。

医薬品3Dプリントの市場見通しは？
サリバンが発表した「医薬品3Dプリンティング産業レポート」では、新興技術である医薬品3Dプリンティング技術は、低分子医薬品が主流となっている固形製剤の分野に応用できると指摘した。近年、低分子医薬品市場は急速に成長しており、2016年から2019年にかけて、世界の市場規模は9,328億ドルから1兆380億ドルに増加し、中国の市場規模は7,226億人民元から8,190億人民元に増加しました。 2020年は新型コロナウイルス感染症のパンデミックにより医薬品の流通に影響が出ており、世界市場、中国市場ともに市場規模は若干減少しました。市場規模は今後も拡大が見込まれており、世界市場規模は2025年に1兆1,813億米ドル、中国市場規模は2025年に9,752億人民元に拡大すると予想されています。

従来の固形製剤と比較して、3D プリントされた薬剤は、薬剤の放出をより適切に制御し、薬剤の効能を向上させ、薬剤の副作用を軽減し、薬剤の投与頻度を減らすことができます。現在、いくつかの3Dプリント医薬品がIND承認され、臨床段階に入っています。今後、より多くの3Dプリント医薬品が商品化されるにつれて、患者により良い投薬オプションを提供し、小分子が主流となっている固形剤形市場の拡大と応用を加速させるでしょう。

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