弓形虫病是全球最普遍的寄生虫感染之一，全球超过10亿人受到影响，其中约4000万是美国人。这种由弓形虫引起的感染自1908年被发现以来就广受关注，因为它既可以通过先天途径传播，也可以通过食用未煮熟的肉类或接触被污染的土壤、猫粪等常见途径传播。虽然弓形虫病较为常见，但大多数感染者症状轻微，往往表现为类似流感症状，甚至无症状。然而，对于免疫功能低下者、婴幼儿以及胎儿期感染者来说，这种感染可能导致严重并发症，如脑积水、癫痫发作，甚至失明。据估计，美国每年约有4,400名婴儿带着弓形虫病出生。
此前，儿科弓形虫病的治疗选择有限且费用昂贵，成人标准治疗药物Daraprim的售价高达每片790美元。为了给儿童使用，医生不得不将这些药片分成更小剂量，这影响了药物的稳定性、有效性和安全性。为解决这一迫切需求，德克萨斯农工大学的研究人员正在开创性地使用3D打印技术开发儿科制剂。该项目由德克萨斯农工大学药学院教授Irma Lerma Rangel、临时院长Mansoor A. Khan和药学教授Ziyaur Rahman领导。这种新型定制剂量解决方案可以随着儿童患者年龄增长而调整，使长期治疗更加便捷且经济实惠。该研究获得了美国国立卫生研究院(NIH)310万美元的资助，并得到尤尼斯·肯尼迪·施莱弗国家儿童健康与人类发展研究所(NICHD)的额外支持，部分资金用于3D打印儿科弓形虫病药物。
德克萨斯农工大学的这一突破性技术利用3D打印制造可调剂量的药物，将乙胺嘧啶、磺胺嘧啶和亚叶酸三种药物组合在一起。研究团队在雷诺兹医学科学大楼进行现场药物生产。虽然具体使用的技术细节尚未完全公开，但他们很可能使用制药级挤出式3D打印机或粉末床熔融(PBF)系统来制造定制儿科药物。
● 在制药3D打印领域，挤出式系统经常被改装用于医疗用途，因为它们可以通过调节药物-聚合物混合物的挤出来精确控制药物剂量。例如，Aprecia制药公司的ZipDose技术，使用类似方法制造快速溶解的定制剂量片剂，如获得FDA批准的3D打印癫痫药物Spritam。
● PBF技术通过粉末粘结逐层构建药片，能够在单片药物中结合多种药物或控释功能。在研究和应用中，粉末床系统被用于生产个性化多维生素补充剂。例如，FabRx的研究人员使用这项技术制造了适合儿童的掩味抗生素，使药物更容易服用。
△ Mansoor A. Khan教授
据德克萨斯农工大学介绍，这项技术有望使全国各地的医院能够根据需要生产儿童友好型药物，重新定义弓形虫病治疗的个性化方案。Rahman教授表示：“希望儿科药物的3D打印能够减轻父母的负担。”事实上，去年一个类似的抗病毒治疗3D打印项目也获得了282万美元的五年期资助。研究团队希望这项技术不仅能降低家庭医疗成本，还能确保更可靠、更有效的给药。这一模式也可用于其他疾病，为那些缺乏合适儿科用药选择的疾病提供解决方案。目前，多种疾病，特别是罕见病和感染性疾病，都缺乏儿童友好型药物选择。随着研究的继续，这一发展标志着为面临致命感染的年轻患者提供更易获得、更灵活的用药选择迈出了重要一步。
Khan教授表示："目前收到儿科处方时，往往需要对成人药片进行改造和复配。这类产品的质量值得怀疑，因为它们未经过含量、稳定性和生物利用度的评估。先天性和获得性弓形虫病的儿科患者需要使用乙胺嘧啶和磺胺嘧啶加亚叶酸治疗12个月或更长时间。由于儿童体重会随时间变化，因此需要剂型具有剂量灵活性。因此，这种具有剂量灵活性的复方制剂的需求十分迫切，但目前缺乏商业化产品。"在加入德克萨斯农工大学之前，Khan曾在FDA工作，担任药物评价和研究中心的部门主任和高级生物医学研究科学家。
△ 德克萨斯农工大学Irma Lerma Rangel药学院
研究团队正在探索与德克萨斯农工大学其他院系的合作机会，以扩大这项研究的应用范围。例如，兽医科学研究人员可能会探索类似的动物弓形虫病治疗方案，而工程和材料科学教师则可以完善打印工艺，确保其满足医疗应用的高标准要求。这项研究的影响可能远超单一疾病的范畴；它可能重塑我们对药物的认知，减少浪费，改善患者预后，并有可能改变全球医疗保健的可及性。
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