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科學(xué)家利用AI算法啟用定制的3D打印大麻二酚(CBD)

3D打印動(dòng)態(tài)
2021
03/16
14:45
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評(píng)論
來(lái)源:未知大陸

瑞典和希臘的研究小組創(chuàng)建了一種算法,該算法可啟用定制的3D打印大麻二酚(CBD)給藥裝置。使用科學(xué)家們新穎的裝置,可以制造出具有患者最佳尺寸、劑量和藥物釋放特性的“口腔分散膜”或熔化膠囊。該方法已被證明是桌面3D打印CBD藥丸的理想選擇,并且該團(tuán)隊(duì)相信,將來(lái)它可以使定制的藥物能夠在醫(yī)院、藥房甚至患者家中本地生產(chǎn)。

研究人員寫道:“七分之一的美國(guó)公民使用CBD,這些產(chǎn)品在美國(guó)藥房免費(fèi)出售,這種不受控制的銷售會(huì)助長(zhǎng)濫用行為。藥物的個(gè)性化是抑制CBD濫用的潛在措施,因?yàn)閯┝亢皖A(yù)期的給藥途徑將針對(duì)每位患者進(jìn)行定制。”
一碗大麻種子和一瓶CBD油


3D打印自制藥物
隨著桌面3D打印機(jī)的使用變得越來(lái)越容易,可以用它們創(chuàng)建的產(chǎn)品數(shù)量呈指數(shù)增長(zhǎng)。這些主要基于FFF的系統(tǒng)在制造定制藥物方面具有特殊的潛力,可以對(duì)這些藥物進(jìn)行編程,以針對(duì)患者的獨(dú)特年齡、大小、飲食或生活需求。

根據(jù)個(gè)人病情的嚴(yán)重程度,個(gè)性化藥物甚至可能對(duì)他們的生存機(jī)會(huì)至關(guān)重要,因此非常需要量身定制的按需生產(chǎn)。同時(shí),在其他不太嚴(yán)重的情況下,英國(guó)和美國(guó)的患者越來(lái)越多地采用CBD產(chǎn)品,這些產(chǎn)品作為低濃度的舒緩藥物被出售。

然而,無(wú)論是否救生,這些制藥裝置都是批量生產(chǎn)的,限制了它們的定制化,根據(jù)強(qiáng)度的不同,英國(guó)的CBD成本可能超過100英鎊。為了使分布式醫(yī)療制造對(duì)于日常用戶而言更可行,科學(xué)家因此開發(fā)了一種AI驅(qū)動(dòng)的算法,該算法可自動(dòng)創(chuàng)建可立即打印的針對(duì)特定患者的藥物設(shè)計(jì)。
研究人員的CBD 3D打印算法細(xì)分


自動(dòng)化的CBD制造
本質(zhì)上,研究人員的概念驗(yàn)證算法使用簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)函數(shù)將個(gè)人的體重和劑量要求轉(zhuǎn)換為量身定制的給藥裝置的3D模型。此外,該軟件還為用戶提供了針對(duì)燈絲的最佳參數(shù)集,并生成了與大多數(shù)機(jī)器兼容的“ scad”文件。

鑒于CBD的日益普及,科學(xué)家們選擇通過使用MakerBot Replicator 2X 3D打印機(jī)創(chuàng)建裝有大麻的桌面裝置來(lái)測(cè)試其算法。樣品高度為0.1mm,并包含CBD的2%,4%或6%,被證明是尺寸精確的,證明了該團(tuán)隊(duì)AI模型的精度。

有趣的是,研究人員隨后發(fā)現(xiàn),每次打印機(jī)的噴嘴越過不均勻填充的層時(shí),藥片組成材料“棒”的寬度都會(huì)發(fā)生波動(dòng)。盡管這種現(xiàn)象導(dǎo)致了多余原料的積累,但并沒有影響每種片劑的CBD組成,但有可能需要進(jìn)一步研究。

在測(cè)試的前十分鐘中,科學(xué)家的CBD桌面裝置中有90%以上都被溶解了

在后來(lái)的測(cè)試中,科學(xué)家通過將大麻藥丸暴露于充滿細(xì)胞的菜肴中,評(píng)估了其體外藥丸的性能。結(jié)果表明,每個(gè)膠囊的結(jié)構(gòu)特征和濃度都會(huì)影響其崩解時(shí)間,并且在十分鐘之內(nèi),每片片劑的釋放量都超過其規(guī)定劑量的90%。

盡管在初步測(cè)試中取得了成功,研究人員也承認(rèn)需要更詳細(xì)的算法,其中包括有關(guān)患者狀況的更多參數(shù)。同樣,在當(dāng)今越來(lái)越容易發(fā)生在線盜竊的世界中處理此類個(gè)人信息,也代表了未來(lái)分布式制造模式的另一種復(fù)雜性。

鑒于這些潛在的挫折,科學(xué)家認(rèn)為他們的方法只是邁向個(gè)性化CBD藥物的第一步,但最終可能有助于減少濫用,并治療焦慮癥或帕金森氏病等疾病。

研究人員總結(jié)說(shuō):“這種方法是在高度個(gè)性化藥物生產(chǎn)中促進(jìn)自動(dòng)化的另一種途徑! “我們認(rèn)為,進(jìn)一步的藥物研究和工程解決方案將逐步塑造和實(shí)現(xiàn)可預(yù)見的數(shù)字健康環(huán)境!


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