3D列印改變現代製藥業!製藥走向數位化:藥片可編程、控製藥物釋放過程
3D列印改變現代製藥業!製藥走向數位化:藥片可編程、控製藥物釋放過程

2011年,賈伯斯去世後,iPhone4s問世。作為iPhone4的優化版,它和iPhone一起成為了智慧手機的劃時代產品。它們的出現,重新定義人們手掌中的觸控螢幕互動,也意味著消費電子製造業的變革。

同一時期,化學製藥車間則成了文物陳列館。那一年底,美國藥學年會(AAPS)上,藥物評估與研究中心(CDER)主任Janet Woodcock說:「1950年代的製藥專家,都能輕易地辨認出當下的製藥過程。」

藥關乎人的生命安全,監管嚴格必然帶來發展緩慢。但這不意味著穩定的行業不需要新興技術。在Janet Woodcock的推動下,CDER設立了新興技術小組(ETT Emergency Technology Team),為面臨挑戰的新興技術提供支援。

2015年7月31日,全球第一款3D列印藥物——來自美國Aprecia公司的Spritam(左乙拉西坦),獲得FDA(美國食品藥品監督管理局)批准。這對於當時在南京成立剛滿4天的「三疊紀」來說,無疑是意外之喜。這意味著3D列印製藥監管審批開始有了先例。

precia
第一款3D列印藥物
圖/ precia

三疊紀源於公司聯合創辦人、科學長李霄凌教授(Xiao ling Li PhD)的一個科學假想:用3D列印技術,對藥物製劑的研發和生產進行底層革新。

你可以想像一個藥片,內部有不同大小形狀的腔室,猶如擁有不同房間的微小建築。每個房間裡有不同的藥物成分。它進入人體後,每個房門的開啟時間點、先後順序、其中成分的釋放速度,甚至到達腸胃某個特定部才釋放,都是按照預先設計來進行——藥物的釋放過程已然被事先編程。

製藥的數位化:藥片可編程

如果說「有效成分」是藥的「靈魂」,那麼「劑型」就是賦予它形狀的「肉身」。

一款作為商品售賣的上市藥物,除了有效成分的發現和驗證,製劑也是重要的一環。有效成分怎樣與輔助原料配合,最終被製造成片劑、膠囊、顆粒等合適的形態,並在被吞嚥下後溶解、釋放、再被人體吸收,都是製劑需要考慮的問題。

你可能聽說過「緩釋膠囊」,這是一種傳統的「延遲釋放」技術。每一粒膠囊裡都有許多小顆粒,每一個小顆粒外面有包衣。依據包衣的薄厚不同,這些小顆粒就會在體內分批次溶解,依批次釋放出內核的有效成分,使藥效持續。可想而知,這種膠囊製作需要多道工序:將包衣薄厚不同的小顆粒分別製作出來,再按比例灌裝成膠囊。

而在依據參數製作之前,還需要進行一系列試驗。「如果需要某個速率,就要尋找合適厚度的包衣;需要嘗試什麼樣的厚度,對應有什麼樣的速率,在試錯中,找到其中一點。」李霄凌介紹。至於最普通的片劑,由有效成分和輔助原料混合均勻壓製而成。在生產前也需要通過測試衡量兩種成分按比例混合後的溶解行為,並且在多次嘗試中優化。

3D列印的革命性在於,可以用結構設計的全新思路來控製藥物的釋放過程。

以簡單的恆速釋放為例,輔助原料不與有效成分發生反應的前提下,再將它們混合好,按照設計好的結構,一層層列印到藥片的對應部位。那麼進入人體後,藥物也會一層層依次溶解。調整每一層的表面積,就可以調整相對應部位的釋放速率。

這種調整不依靠嘗試錯誤法試驗,而是計算。根據已有的材料、溶解速度、表面積等已有數據,在電腦中先對藥的內部結構進行數學建模,再依據模型列印。
可想而知,設計和生產的數位化,能讓製藥的效率提升。這種生產方式的優美之處還在於,它既實現了原有「片劑」、「膠囊」的各種釋放給藥的功能,又取消了兩者之間工藝上的差別。

3d medicine
3D列印藥片
圖/ 極客公園

傳統工藝中,壓片技術生產片劑,灌裝膠囊技術生產膠囊。而用3D列印,所有劑型,無論結構如何復雜,實際上只是一種工藝:用3D列印機,依據數學模型參數,將藥物結構列印出來。三疊紀創辦人、首席執行長成森平形容:「三疊紀從事的是數位化的基建工程,我們正在建造一條現代化的製藥高速通路。」

今天,三疊紀已經邁過成立前4年的技術驗證期,進入了第二個階段:產品開發期。今年1月,三疊紀的首款3D列印藥物產品獲得了美國FDA的新藥臨床批准(IND),接下來將進行臨床試驗。這是繼2015年之後,全球第二款獲得美國FDAIND批准的3D列印藥物。在中國,這款藥也進入了註冊申報階段。

這款名為T19的產品,是一種治療類風濕關節炎的藥物,預計在2023年向FDA提交上市申請。

從科學設想到產品

3D列印製藥的歷史可以追溯到1996年。麻省理工學院(MIT)的Michael Cima教授首次嘗試用「粉末黏結」3D列印技術來製藥,之後便吸引了不少機構跟進研究。
目前,像德國默克、美國默沙東這樣的藥企巨頭都對3D列印製藥有所佈局。不過,就發展階段而言,完成技術驗證,實現產品開發的公司只有兩家,註冊第一款藥物的美國公司Aprecia之外,另一家便是三疊紀。

在技術路線上,兩家公司並不一樣。Aprecia沿用MIT的「粉末黏結」技術,將其工業化。這種技術將有效成分和輔助原料製備成粉末,用列印頭噴射黏結劑,使藥片成型。形成的藥片疏鬆多孔,遇水幾秒內就能夠徹底溶解。這樣短時間內釋放大量有效成分,快速起效,尤其適用於吞嚥困難的服藥人群。

不過這種方式無法列印複雜的藥物內部結構。三疊紀選擇了熱熔列印。熱熔列印的思路是將固體融化成半固體,通過列印頭擠出,再凝固成需要的形狀。

常見的熱熔列印技術進料必須是線材,這就對原料多了一層限制。三疊紀首創了熱熔擠出沉積(MED Melt Extrusion Deposition)的新技術。將粉末狀的原料和輔助原料軟化或融化成可流動的半固體,通過層層列印,沉積凝固,最終成為預先設計好的三維結構。

這樣可以列印的材料更廣泛,技術也更普適。
技術路線,和想實現的效果直接相關。成森平介紹,「三疊紀希望實現結構製劑,『擠出』這樣的3D列印原理最適合。」

她形容三疊紀是一家由兩位「理想主義者」創立的公司。李霄凌是美國太平洋大學(University of the Pacific)藥學院終身教授,有30年藥物傳遞技術研發經驗,有豐富的科學想像力。談到自己對技術的興趣,他告訴極客公園,他對電、機械都很喜歡,在車庫裡有自己的車床。成森平曾是揚子江藥業美國分公司的創辦人,有11年的中美兩國創業經驗。她一直想做源於中國,影響全球的技術創新。

3d medicine
專利手繪稿及第一個3D列印藥片
圖/ 極客公園

公司成立前幾個月,李霄凌畫了一系列專利手繪稿。第一個專利手繪稿上設想了一枚有三個腔室的藥片,旁邊是對應三種不同成分的釋放曲線。歷時半年,第一個內部有結構的藥片終於被原型機列印出來。

如今,三疊紀的3D列印技術能夠打出結構複雜、目前工藝很難實現的藥片。例如一款為嚴重失眠患者設計的藥物,一個藥片包含三種不同成分,三種釋放曲線。藥物進入人體後,首先釋放的是作為鎮定劑的唑吡酮,幫助患者快速進入睡眠狀態。

隨後,第二種成分——褪黑素才開始釋放,而它會恆速釋放七個小時左右,貫穿整個睡眠時間;而在清晨,第三種成分——約等於一杯咖啡效果的70毫克左右的咖啡因才會釋放,喚醒患者。

3d medicine
嚴重患者的失眠藥物設計
圖/ 極客公園

30年的願景

做從來沒有人做過的製藥技術底層創新,意味著三疊紀需要從列印裝置、材料數據、劑型設計三個技術方向上全部走通。公司團隊是一個典型的跨學科「混編部隊」。成森平說,三疊紀組合了20多個細分專業的人才去做這三件事情,「這是過往不會在一家製藥公司裡做的事情,我們把裝置開發、材料研究和製劑開發全部完成了。」
這樣一個團隊,來自不同學科、工作背景的人必然要將各自的知識和技能打通。在人才招聘和培養上,公司也經歷過一個痛苦的過程。

成森平笑說早年對人才跨界能力「抱有幻想」,掙扎後才接受了「新技術誕生新職業」的現實。對三疊紀來說,無論是什麼背景、專業出身的人,也只能擁有三分之一經驗。因此,公司會重點考察經驗遷移能力。而對招進公司的人才,也需要給予充分的耐心,一邊培養一邊期待他們為公司創造更多價值。一個人是不是有創新的意願,也很重要。李霄凌告訴極客公園,「如果有的人只想領一份薪水,並沒有要全身心投入做這件事,這是教不會的。這不是發自內心的。」

公司的人才主要來自工程學、材料學、藥劑學三個不同背景。科學家和工程師有不同的職業特質,最初合作時的衝突來自思維模式。不同思維模式的碰撞,既能夠激發出新的想法,同時也會有很多誤解和摩擦。「混編部隊就做好兩件事情:第一個是目標上達成共識,第二個是在一起打勝仗。通過打勝仗相互適應打法,完了之後就能打下一個勝仗。」成森平說。

兩位創辦人不同思維方式也能夠互補。李霄凌擅長從科學和技術的底層邏輯進行正向思維;成森平擅長從商業轉化、企業運作的終點進行逆向思維。兩個人彼此配合,能形成閉環,去思考從技術到產品、再到商業運作的全部環節。

從商業角度,不僅要考慮技術的先進性,也需要考慮從技術到產品的路徑。
在2016、2017年的時候,三疊紀曾經鋪開了十幾個藥物劑型設計的系統性研究。後來他們發現,光是和投資人講解這些研究,就需要花好幾個小時。於是公司果斷做了取捨,只保留了幾個研究充分、相對簡單的設計,用於後續產品快速開發。

pill
旭富製藥為製劑的上游原料供應商,主要生產工廠位在桃園市蘆竹區。
圖/ Flickr CC by SoQ錫濛譙

作為一個在全球範圍內開拓賽道的公司,三疊紀自然會以全球視角來思考科技創新。如今,在藥物3D列印領域,公司已經建立起自己的專利護城河。全世界目前3D列印藥物專利總共有500多項,三疊紀擁有其中140項。這些專利分佈在開發方法範式、藥物劑型、列印裝置不同方面。

2020年,三疊紀的MED3D列印技術入選了CDER的新興技術小組的項目;公司也受美國藥典邀請,參與3D列印藥物標準制定。
進入新的階段,三疊紀已經啟動了開放戰略,開放技術資源,與全球藥企建立廣泛合作,實現3D列印藥物技術的商業化。定位為一家技術平台型公司,三疊紀主要有兩種商業模式:一種是自主研發的全球產品對外許可銷售權利,第二種是跟全球藥企和中國藥企一同開發藥物產品。

無論以什麼方式,公司都需要通過幾款重磅產品來向市場證明3D列印藥物的產品價值。預計2023年提交上市申請的T19藥物背後,除了技術、臨床療效、審批,商業價值也是考慮的因素之一。

比起其它領域的創業,製藥人更加需要耐心。一個製藥人從學術訓練、到產業經驗積累平均需要20年的時間。成森平看來,MED3D列印技術是「繼100多年前製劑壓片工藝發明後,最普適的固體製劑開發和生產技術。」

兩位創辦人希望讓三疊紀成為具有全球影響力的智慧製藥企業,推動製藥行業變革、走出原創新興技術的產業化和商業化之路。對成森平而言,她想用30年陪伴這個項目。

本文授權轉載自:極客公園

責任編輯:傅珮晴、侯品如

關鍵字: #3D列印
往下滑看下一篇文章
台灣數位安全發展協會揭打詐盲點:截圖難當證據,AI加b-JADE讓數位足跡可驗證
台灣數位安全發展協會揭打詐盲點:截圖難當證據,AI加b-JADE讓數位足跡可驗證

重點一:數位詐騙生命週期極短,打完一波就轉移陣地,「下架」只處理了眼前的內容,處理不了事後追查。

重點二:台灣數位安全發展協會以AI蒐集、分類詐騙廣告,九成以上工作可由AI完成,最終判斷仍保留人工背書。

重點三:透過司法聯盟鏈b-JADE,只把資料的「數位指紋」上鏈存證,原始資料另行保存,目標是降低被害人的訴訟舉證成本。

一則可疑的投資廣告被檢舉、下架,帳號也停權了,多數人以為事情就此結束。真正麻煩的是,廣告消失的那一刻,追查詐騙集團的線索也可能跟著消失。

為了補上這個缺口,台灣數位安全發展協會正與司法聯盟鏈「b-JADE」合作,替詐騙相關資料做存證。b-JADE是一套以區塊鏈為基礎的司法存證機制,只有通過程序認證的單位才能提供上鏈服務;資料一旦上鏈,任何改動都會留下痕跡。白話說,就是替數位證據貼上「封條」,讓證據從蒐集到進入法庭,都能驗證有沒有被動過手腳。

詐騙廣告下架,為什麼還不夠?

原因在於數位詐騙的生命週期太短,下架只能處理眼前的內容。台灣數位安全發展協會理事長劉彥伯指出,傳統電話詐騙一套劇本可以拉長到半年、甚至一年;數位詐騙則像打游擊,一波結束就移往下一個平台,從廣告、社群到另一個App,一路跨平台引導被害人。

更大的問題是證據跟著斷線。被害人發現受騙時,可能已是半年後,手上通常只留得住最末端的匯款與聯絡紀錄,最初看過哪則廣告、點進哪個網站,早已消失。等到一、兩年後警方抓到詐騙集團,對方就能在法庭上反問「你怎麼證明我投過這則廣告?」劉彥伯以假設情境說明,一個集團原本可能詐騙了30億元,最後因證據不足,認定金額只剩幾千萬甚至幾百萬元。

不過,詐騙活動都會留下數位足跡,包括投放帳號、代理商、投放時間、運作國家與網址註冊紀錄,只要事先保存,日後調閱就「有憑有據」。

台灣數位安全發展協會
台灣數位安全發展協會理事長劉彥伯
圖/ 數位時代

AI都這麼強了,為什麼還要先做資料治理?

台灣數位安全發展協會的核心主張是:好的資料分析,從好的資料治理開始。所謂資料治理,就是把散落在各平台、格式不一的碎片資料,整理成來源清楚、格式一致、可以互相比對的資料。協會先確認每筆公開資料的來源、時間、權限、版本與隱私,再標上事件分類、風險評估、曝光平台、投放者與網址等標籤,才能找出彼此關聯、還原詐騙網絡。

根據協會的實證簡報,系統在一段監測期間內掃描309.5萬則廣告,通報62.8萬則(約占20%),投放當日偵測率達99.21%。劉彥伯也提到,協會與資安院、數位發展部在打詐通報查詢網的合作中,判斷率接近百分之百。

那還需要人嗎?答案是需要。現行法律仍要求有人為判斷結果背書負責,加上詐騙劇本會隨被害人的回應即時調整,因此協會讓AI處理九成多的工作,最後由人做判斷。

截圖不能當證據?b-JADE如何替詐騙證據貼上「封條」

在AI改圖越來越容易的今天,單純截圖很難在法庭上證明自己沒被竄改過。劉彥伯的比喻是:截圖比較像「我那天真的看過,還拍了一張照片」;可信存證則是把證物放進有封條、有時間、有編號、有保管紀錄的證物袋,「重點不是有沒有留下東西,而是未來能不能驗證這是不是當時那一份」。

這也是b-JADE派上用場的地方,但並不是把所有資料都放上區塊鏈。協會把原始資料與AI分析結果,保存在權限受管控的系統裡,只把每份資料的「數位指紋」交給b-JADE存證。數位指紋的特性是,內容只要有任何改動,指紋就會完全不同,因此能證明資料沒被動過;需要時,再經授權調閱原始資料,兼顧隱私與驗證。依b-JADE規範盤點,協會既有流程已符合19項要求,其餘7項缺口也逐步補強,例如存證時間改採具公信力的標準時間來源,不再依賴電腦本機。

防詐能從事後追查走向事前預警嗎?

可以,協會正把存證從被害人受騙後,往前推到「主動式上鏈」:AI判定高風險的內容,先一步蒐集存證,不必等到有人受害。

小農是第一個場景。許多消費者在網路上支持小農,錢最後卻流進冒名的詐騙集團。協會因此與農業部合作推出「農本人」系統,讓小農自行登錄銷售管道與社群帳號形成白名單,再結合AI蒐集的黑名單,一旦遭冒名就能第一時間發現並報案。這套模式未來也可延伸至網路霸凌、性私密影像等案件。

制度面也在加速。2026年8月,司法聯盟已開設認證專班,邀集司法院、法務部、高檢署、調查局與警政署相關人員受訓,相關存證應用預計明年正式推出,時程仍待聯盟拍板。

劉彥伯坦言,目前從蒐集、分案到下架的流程仍然冗長,技術正好能在保留人為背書的前提下縮短流程。他在《數位關鍵字》節目尾聲留給聽眾的一句話是:「數位安全不只是技術工具,也涉及資料的可信、法遵治理與跨領域合作。」當AI幫人更快找到線索,經得起驗證的資料,將讓每一位被害人在法庭上多一分底氣。

台灣數位安全發展協會
台灣數位安全發展協會理事長劉彥伯認為,可信存證的重點不是留下東西,而是未來能被驗證。
圖/ 數位時代

常見問答
Q1:詐騙廣告被下架後,還能當作證據嗎?
A:若事前沒有保存,下架後就很難追溯。台灣數位安全發展協會建議在內容消失前,保存投放帳號、代理商、投放時間、運作國家與網址等數位足跡,日後才能據以向平台請求調閱。

Q2:手機截圖可以當作詐騙證據嗎?
A:截圖只能證明「看過」,難以證明未被竄改。在AI改圖越來越容易的情況下,透過數位指紋與具公信力的時間紀錄進行可信存證,才能在日後驗證資料是否為當時的原始版本。

Q3:什麼是b-JADE司法聯盟鏈?
A:b-JADE是以區塊鏈為基礎的司法存證機制,只有通過程序認證的單位才能提供上鏈服務。台灣數位安全發展協會的做法是只將資料的數位指紋上鏈,原始資料另行保存在權限受管控的系統,兼顧隱私與驗證,目標是降低訴訟舉證成本。

Q4:AI可以完全取代人工判斷詐騙嗎?
A:目前不行。依台灣數位安全發展協會的做法,九成以上的蒐集與分類工作可由AI完成,但現行法律仍要求由人做最終判斷,並為結果背書負責。

Q5:小農要如何預防被冒名詐騙?
A:可登錄台灣數位安全發展協會與農業部合作的「農本人」系統,自行提交銷售管道、粉絲專頁與LINE帳號建立白名單,搭配AI主動蒐集的黑名單,遭冒名時能第一時間發現並報案。

完整對談請收聽《數位時代》Podcast《數位關鍵字》EP264。

登入數位時代會員

開啟專屬自己的主題內容,

每日推播重點文章

閱讀會員專屬文章

請先登入數位時代會員

看更多獨享內容

請先登入數位時代會員

開啟收藏文章功能,

請先登入數位時代會員

開啟訂閱文章分類功能,

請先登入數位時代會員

我還不是會員, 註冊去!
追蹤我們
一次搞懂工業AI
© 2026 Business Next Media Corp. All Rights Reserved. 本網站內容未經允許,不得轉載。
106 台北市大安區光復南路102號9樓