由药物和医疗器械组成的医疗组合产品为患者提供了更简单、更完善的治疗方案。它们有利于治疗，尤其是慢性病，并且可以更有针对性地给药，从而减少药物的副作用。但是，相应的医用塑料产品的制造在材料选择和生产工艺上都面临着挑战。
植入式药物洗脱医疗设备可能可以解决患者当下所面临的一些巨大问题。这项技术的进步可以帮助许多慢性病患者显著提高生活质量。药物洗脱技术为药物疗法的研发人员提供了专门的工具来更准确、更有针对性地向患者提供活性药物成分（API），同时减少副作用。
针对长期治疗，药物洗脱系统可确保患者定期获得准确剂量的药物。同样，掺入API有助于提高医疗器械的功效。API可以对抗炎症，防止手术部位的细菌感染。
为了最大限度地发挥这些技术的潜力，制造工艺需要进一步开发才能使更多添加的API以这种方式得到应用。现有的大多数API容易受到高温等因素的影响，并且可能在既定的制造工艺的加工过程中被破坏。因此，治疗药物制造商应与产品制造专家合作来进一步改进工艺。
组合产品市场潜力巨大
根据市场调研，未来几年全球植入式医疗器械市场将以每年10%的速度增长。据分析，2020年其市场总量达到了189亿美元，到2025年这一数字将增至近300亿美元。大量资金将被用于开发新的疗法，尤其在是避孕、眼科、心血管疾病、糖尿病、肿瘤和自身免疫性疾病等领域。
药物和医疗器械组合产品市场预计将以近9%的年复合增长率增长，2021年的规模估计为1181亿美元。受透皮贴计、药物洗脱支架、伤口护理产品和抗菌导管应用需求的推动，到2026年，这一数字预计将增至1800亿美元。
药物洗脱系统的优势
考虑到药物和医疗器械市场的潜力，药物洗脱医疗器械及其应用的后续发展存在着重大机遇。首批被定义为组合产品的一些产品注重抗炎和抗菌药物在医疗器械中的应用。这些药物的应用提高了用于治疗冠心病的支架和球囊的疗效。这些早期系统是将医疗器械用作治疗的主要作用方式（PMOA）的范例。此外，植入式避孕药具和宫内系统等产品则是以药物为PMOA的药物洗脱技术的例子。
抗炎和抗菌药物的应用是提高医疗器械——特别是长期植入物的疗效或通过附加治疗来补足产品对患者作用的有效途径。但是，药物洗脱技术最大的潜力在于药物治疗。处方植入式系统使患者获得一次性治疗而无需监测摄入量。
对于那些治疗时需要患者高度依从的病例，植入式系统能够将每日一次口服药物转换为可用于数月或数年治疗的单次植入剂量。此外，这些系统还可提供药物的体内靶向递送，以避免更高剂量的全身给药。总之，局部给药和低剂量可以显著减少患者服用特定药物的副作用。
更有针对性、更简单的治疗
随着技术的进步，上述疗法将不断发展变化。除了改进的医疗设备和避孕药具之外，这种形式的治疗系统还在其他应用中得到了发展。举例来说，眼科是药物洗脱系统的一个重要领域，因为滴眼剂的使用频率通常较低，患者往往无法定期使用。通过药物洗脱系统进行药物输送在肿瘤领域也取得了进展，因为化疗药物的靶向输送是有益的。此外，艾滋病、糖尿病、抗精神病药、成瘾药物、疼痛管理以及兽药应用领域也正在寻求长期释放API的解决方案，并且有可能演变成可植入系统。
选材困难
可与活性药物组合使用的材料的特性取决于许多因素并且决定了它们只能用于特定应用。其决定因素是医疗设备是否用作植入物以及它在体内保留多长时间。待释放药物的类型、释放时间以及治疗方案中的给药剂量都发挥着极其重要的作用。
特瑞堡（Trelleborg）多年来一直积极参与药物洗脱系统的开发。本文的重点在于制造工艺、产品开发和验证以及批量生产。最近，该公司在一份白皮书中介绍了这些系统的研究结果。这些结果有助于制定正确的药物、聚合物和赋形剂组合来帮助患者达到预定的治疗效果。
关键的设计和生产过程
药物洗脱系统中使用了许多特定材料。它们可分为生物抗性聚合物和生物可吸收聚合物。根据靶向释放窗口、药物熔点以及药物和各种载体材料的相容性等变量的不同，每种药物理想的聚合物载体材料可能不同。
另一个需要考虑的因素是系统特定设计的好处。一些API没有特定的物理设计要求，因此可以使用工艺和成本优化的制造技术进行大批量设计。其他系统则需要特定的结构才能有效地输送药物。此外，某些使用场景可能需要调节系统的药物释放来达到所需的释放速率以获得理想的治疗效果。正是由于这种复杂性，治疗药物制造商和部件制造商合作是有利的，因为他们拥有广泛的制造技术和工艺，包括：
挤压：批量生产的常用工艺；
模压：针对客户特定结构的理想工艺，可根据结构的复杂性和数量选择不同的模压方法；
压片：适用于最大面积有利且突释效应理想的情况。
除了如何将聚合物赋形剂混合物转化为最终形状的问题，专家们还必须考虑何时在制造过程中将API引入系统。如果在制造过程中暴露在过高的温度环境下，低熔点API可能会被破坏。此外，API的化学性质会抑制聚合物组分的固化过程。这些因素以及API所需的释放速率都影响着制造工艺的开发。大致来说，有三个方案可供选择：
混合加工：最常见的工艺，在制造之前将API和赋形剂当作原材料混合到聚合物中。
浸没浸渍：在聚合物载体生产之后将API引入系统，使药物能够在制造工艺的热密集步骤完成后成功嵌入。
膜应用：用于API固体芯可以被封在膜后面的情况。这种方案可以有效控制释放行为，并且在最初设计的系统释放速率比预期快时证明是有效的。
结语
植入式药物洗脱组合产品是一种高效、灵活的药物输送形式，其重要性在未来将继续增长，因为它们在众多应用中为患者带来了好处。经验丰富的制造合作伙伴能够帮助药品制造商快速找到解决方案并开发出可广泛应用的制造方法。
本文由荣格独家翻译自KUNSTSTOFFE INTERNATIONAL杂志
-作者：Zach Fletcher，Ursula Nollenberger
