Vào tháng 9 năm 2025, Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm tỉnh Giang Tô đã cấp “Giấy phép Sản xuất Thuốc” đầu tiên của đất nước cho việc ứng dụng công nghệ in 3D để sản xuất thuốc. Đây không phải là một giấy phép thông thường. Nó đánh dấu một bước quan trọng trong quá trình nghiên cứu phát triển và công nghiệp hóa thuốc công nghệ in 3D của nước tôi. Điều đó cũng có nghĩa là đất nước tôi đã chính thức trở thành quốc gia thứ hai trên thế giới thực hiện công nghiệp hóa thuốc in 3D sau Hoa Kỳ.

Điều đáng tự hào hơn nữa là chúng tôi đã ở vị trí dẫn đầu trong phân khúc lắng đọng ép đùn nóng chảy (MED).

Nguồn: Bản phát hành Nam Kinh

Không phải thuốc luôn bị "ép" sao? Nó vẫn có thể được "in"? Điều này thực sự thú vị. Popular Science China đã liên hệ với Liu Ziqi, dược sĩ trưởng tại Bệnh viện liên kết số 1 của Đại học Y Cáp Nhĩ Tân, để nói chi tiết về những thay đổi mà công nghệ này sẽ mang lại cho ngành dược phẩm.

Viên thuốc in 3D

Nó được “in” như thế nào?

Viên thuốc, thứ mà tất cả chúng ta đều quen thuộc, đã được sản xuất theo cùng một cách trong hơn 100 năm qua: trộn tá dược và nguyên liệu thô, dùng khuôn ép và tạo ra các hàng viên có hình dạng và liều lượng giống hệt nhau. Quá trình này giống như làm bánh quy, đơn giản và hiệu quả, nhưng nó cũng có nghĩa là liều thuốc dành cho tất cả mọi người là như nhau, cho dù bạn là một người đàn ông khỏe mạnh nặng 200 pound hay một ông già gầy gò.

Thông thường những viên thuốc này cũng được phủ, giống như lớp vỏ bảo vệ trên bánh quy. Lớp phủ có thể che đi vị đắng, bảo vệ khỏi độ ẩm và ánh sáng, đồng thời kiểm soát việc giải phóng thuốc tại các vị trí cụ thể. Nhưng lớp phủ này cũng được tiêu chuẩn hóa và không thể tùy chỉnh theo nhu cầu cá nhân.

Nhưng dược phẩm in 3D đã thay đổi tất cả.

Nếu viên thuốc truyền thống giống như một miếng sô-cô-la thông thường, có nhiều nhất là một lớp phủ bên ngoài để trì hoãn thời gian giải phóng thì dược phẩm in 3D giống như làm "sô-cô-la rượu vang nhiều hương vị", có thể tạo ra cấu trúc bên trong cực kỳ phức tạp - thiết kế nhiều ngăn, nhiều lớp và mỗi lớp có thể chứa các loại thuốc và tá dược khác nhau.

Trong số rất nhiều công nghệ in 3D, công nghệ cốt lõi cho quá trình công nghiệp hóa của Trung Quốc lần này được gọi là lắng đọng đùn nóng chảy (MED). Công nghệ này giải quyết được điểm yếu lớn nhất của dược phẩm in 3D trước đây – sản xuất quy mô lớn.

Nguyên lý hoạt động của nó nghe rất giống làm "bánh sô cô la": Đổ hoạt chất dược phẩm và tá dược ở dạng bột vào phễu, đun chảy dưới nhiệt độ và áp suất cao thành hỗn hợp tương tự như "sốt sô cô la". Thông qua các vòi phun chính xác, những "nước sốt thuốc" này được ép đùn với độ chính xác cao theo mô hình do máy tính thiết kế và đông đặc ngay lập tức, xếp chồng lên nhau từng lớp và cuối cùng tạo thành một viên thuốc.

Công nghệ này nghe có vẻ đơn giản nhưng lại cực kỳ khó thực hiện. Đây không phải là in nhựa thông thường mà là sản xuất chính xác cấp dược phẩm.

Trước hết, bản thân thuốc đã “tinh tế” hơn rất nhiều so với các nguyên liệu khác. Suy cho cùng, nhiều loại thuốc sẽ bị phân hủy và hư hỏng khi tiếp xúc với nhiệt độ cao. Công nghệ MED phải hoàn thành quá trình nóng chảy và đông đặc trong thời gian rất ngắn, điều này đòi hỏi nguyên liệu thuốc phải tan chảy và chảy mà không phá hủy đặc tính của thuốc. Nhóm nghiên cứu khoa học Trung Quốc cuối cùng đã đạt được những đột phá về "khoa học tá dược" và "thuật toán kiểm soát nhiệt độ", đồng thời tìm ra "điểm cân bằng tốt nhất" giữa hoạt tính của thuốc và khả năng in được.

Nhưng chỉ kiểm soát nhiệt độ thôi là chưa đủ. Điều tuyệt vời nhất về in 3D là khả năng "phát hành được lập trình" của nó. Ví dụ, các nhà nghiên cứu có thể thiết kế cấu trúc nhiều ngăn bên trong viên thuốc dựa trên nhu cầu điều trị: lớp ngoài cùng có thể nhanh chóng giải phóng thuốc để phát huy tác dụng và hai, ba hoặc thậm chí nhiều thành phần khác nhau có thể được bọc bên trong và mỗi thành phần được giải phóng theo thời gian định trước.

Điều này tương đương với việc cài đặt "chương trình kiểm soát" việc phân phối thuốc. Đối với các thuốc đại phân tử sinh học (như mRNA), các phương pháp truyền thống không thể dùng bằng đường uống vì sẽ bị axit dạ dày phá hủy. Tuy nhiên, in 3D trước tiên có thể giải phóng chất bảo vệ bên trong viên thuốc, tạo ra môi trường vi mô an toàn trong ruột và sau đó cho phép thuốc đại phân tử "hạ cánh an toàn", trực tiếp làm tăng khả dụng sinh học lên nhiều bậc.

Điều tuyệt vời hơn nữa là bạn cũng có thể thiết kế một số cấu trúc đặc biệt. Ví dụ, công nghệ "giữ dạ dày" - in một viên nang có thể gập lại, nở thành hình cánh hoa sau nửa giờ ở trong dạ dày. Nếu kích thước lớn hơn môn vị, nó có thể bị kẹt ổn định trong dạ dày và tiếp tục giải phóng thuốc trong 10 đến 12 giờ cho đến khi chất mềm ra và thải ra ngoài. Điều này ổn định hơn nhiều so với “công nghệ nổi dạ dày” truyền thống.

Nguồn: Tin tức Nam Kinh

Điều đáng ngạc nhiên nhất là sự đột phá trong sản xuất quy mô lớn. Trước đây, nhiều phòng thí nghiệm trên thế giới đã có thể in được viên thuốc 3D nhưng tốc độ cực kỳ chậm. Một máy ép viên tốc độ cao truyền thống có thể sản xuất 240.000 viên/giờ, trong khi nhiều máy in 3D chỉ có thể sản xuất vài chục viên.

Việc Trung Quốc nhận được giấy phép lần này có nghĩa là công nghệ MED đã khắc phục được vấn đề này. Thông qua các công nghệ như mảng đầu in, sản xuất quy mô lớn đã đạt được, đây là bước nhảy vọt về chất từ ​​"xưởng thủ công nhỏ" thành "xưởng không người lái Công nghiệp 4.0".

So với viên thuốc truyền thống,

Ưu điểm của viên thuốc in 3D là gì?

Sự vĩ đại của công nghệ không nằm ở bản thân công nghệ mà nằm ở những thay đổi mà nó có thể mang lại cho con người thực. Mô hình dược phẩm truyền thống đã được sử dụng hàng trăm năm nhưng công nghệ in 3D có ưu điểm gì?

Đầu tiên, tác dụng của thuốc chính xác hơn và thuốc được sắp xếp hợp lý hơn.

Trong viên nén giải phóng kéo dài truyền thống, thuốc được phân bổ đều trong "lưới" polymer có cùng cấu trúc. Và những viên thuốc in 3D có thể được thiết kế dưới dạng "bánh quy sandwich" hoặc "bánh nhiều lớp". Ví dụ, bạn có thể in một viên thuốc. Lớp ngoài cùng là thành phần phóng thích tức thời, cho phép thuốc phát huy tác dụng trong vòng nửa giờ để giảm triệu chứng. Lớp bên trong là thành phần giải phóng kéo dài, duy trì nồng độ trong máu trong 12 giờ tiếp theo, giúp tác dụng của thuốc kéo dài hơn.

Bạn thậm chí có thể in một số loại thuốc không tương thích vào cùng một máy tính bảng. Đây là cái gọi là "Polypill". Đối với những người cao tuổi cần uống nhiều loại thuốc cùng lúc, nhiều lần trong ngày, điều này có thể đồng nghĩa với việc phải tạm biệt những ngày phải uống nhiều viên thuốc và một viên thuốc có thể giải quyết được tất cả.

Thứ hai, giải quyết khó khăn trong việc sử dụng thuốc ở trẻ em.

Điều phiền toái nhất khi uống thuốc cho trẻ là gì? Đó là “việc chia thuốc dựa vào việc đoán, việc chia thuốc dựa vào việc bẻ gãy”. Nhiều loại thuốc dành cho người lớn không có sẵn ở dạng bào chế dành cho trẻ em. Cha mẹ chỉ có thể chia máy tính bảng theo cách thủ công thành 1/2 và 1/4, điều này không chính xác và không an toàn.

Công nghệ in 3D có thể in viên thuốc chính xác đến từng microgam theo nhu cầu cá nhân dựa trên cân nặng, sự phát triển của gan và thận của trẻ, thậm chí có thể in thành hình các con vật nhỏ và thêm hương vị trái cây để trẻ không còn phản cảm khi uống thuốc.

Thứ ba, uống thuốc không còn đau đớn nữa.

Viên thuốc truyền thống lớn hơn và khó nuốt hơn. Với thuốc in 3D sử dụng công nghệ liên kết bột tạo độ xốp cực cao. Viên thuốc được đặt vào miệng và tan như những bông tuyết trong vài giây chỉ với một ngụm nước, hoặc thậm chí không cần nước. Điều này cải thiện đáng kể việc tuân thủ dùng thuốc ở bệnh nhân cao tuổi khó nuốt và bệnh nhân mắc bệnh tâm thần (những người không thể nuốt thuốc).

Hiệu thuốc trong tương lai,

sẽ trông như thế nào?

Nếu những điều trên chỉ là cải tiến kỹ thuật, thì những thay đổi công nghiệp do in 3D mang lại sẽ thay đổi hoàn toàn hệ sinh thái y tế trong tương lai.

Tình huống trong tương lai có thể như thế này: bác sĩ kê đơn thuốc. Đơn thuốc này không chỉ có tên thuốc mà còn chứa dữ liệu liều lượng chính xác và dữ liệu đường cong giải phóng dựa trên trình tự gen của bệnh nhân. Sau khi nhà thuốc nhận được tệp kỹ thuật số, nó sẽ được “in bằng một cú nhấp chuột” thông qua máy in 3D. Điều này được gọi là "sản xuất phân tán."

Hiện tại, các tổ chức như Đại học Dược phẩm Trung Quốc đang khám phá một nền tảng nghiên cứu và phát triển kết hợp thuật toán AI để tự động tối ưu hóa cấu trúc bên trong của thuốc dựa trên các thông số sinh lý của bệnh nhân.

Đây lại là một tin vui nữa đối với những bệnh nhân mắc bệnh hiếm gặp. Tại sao thuốc chữa bệnh hiếm lại đắt? Bởi vì dây chuyền sản xuất sẽ cho ra những lô hàng trăm nghìn viên khi được mở ra và có thể trên thế giới chỉ có vài nghìn bệnh nhân. Ngoài ra, chi phí cho việc nghiên cứu và phát triển thuốc rất lớn, việc các công ty dược phẩm thiếu động lực sản xuất là điều khó tránh khỏi.

Nhưng in 3D giúp “sản xuất khối lượng thấp” khả thi về mặt kinh tế. Với một mô hình kỹ thuật số, một chiếc máy có thể tạo ra một liều thuốc cho một nhóm nhỏ bệnh nhân mắc bệnh hiếm gặp. Điều này đã làm giảm đáng kể ngưỡng gia nhập thị trường của các loại thuốc chữa bệnh hiếm gặp, khiến “thuốc mồ côi” không còn nằm ngoài tầm với.

Ở quy mô rộng hơn, có thể không cần phải vận chuyển hàng tấn thuốc nữa. Các công ty dược phẩm chỉ cần gửi các tài liệu đặc biệt chứa thành phần thuốc và quy trình kê đơn đến bệnh viện hoặc nhà thuốc, bệnh viện sẽ in tại chỗ và sử dụng ngay. Điều này không chỉ có thể giải quyết các vấn đề về chi phí vận chuyển cao và thời hạn sử dụng ngắn của thuốc mà còn có ý nghĩa chiến lược to lớn trong các trường hợp khẩn cấp về sức khỏe cộng đồng.

Tóm tắt

Vào năm 2025, Trung Quốc đã nhận được "giấy phép" khó khăn lắm mới giành được này.

Đây không chỉ là chiến thắng của một công ty Giang Tô mà còn là hình ảnh thu nhỏ của sự chuyển đổi ngành dược phẩm Trung Quốc từ "bắt chước" sang "sản xuất thông minh".

Chúng ta đang chứng kiến: khi các thuật toán chính xác đáp ứng các quy trình sản xuất tinh xảo, và khi sức nóng của công nghệ được đưa vào ngành công nghiệp dược phẩm cổ xưa, viên thuốc nhỏ đó không còn chỉ là một sự tổng hợp hóa học đơn giản mà trở thành một sự tồn tại được thiết kế riêng cho từng sự sống riêng biệt.

Trong một tương lai không xa, khi bạn bước vào một hiệu thuốc, thứ bạn nhận được có thể không còn là một hộp thuốc tiêu chuẩn nữa mà là một "loại thuốc theo yêu cầu" vừa được in ra cho bạn tại chỗ và dành riêng cho bạn.

Đây chính là sức mạnh thực sự của công nghệ trong việc thay đổi cuộc sống.