Lâu nay, dược phẩm được sản xuất đại trà, thuốc viên và viên nang chỉ chứa liều lượng tá dược nhất định. Với liều lượng định sẵn, chúng ta dễ uống quá nhiều hay quá ít thuốc. Điều này có thể gây hậu quả nghiêm trọng khi người bệnh phải sử dụng các loại thuốc quan trọng. Chẳng hạn như uống thuốc chống trầm cảm, khi liều lượng thay đổi quá nhanh, người bệnh có thể chịu tác dụng phụ.

Giải pháp truyền thống cho những tình huống như vậy là chia viên thuốc thành hai hay bốn phần và lấy một liều ở giữa khoảng đó. Song, không phải thuốc nào cũng có thể dùng cách này, ngay cả khi có thể, nghiên cứu cho thấy nó thường dẫn tới liều lượng không chính xác. Như vậy, ta có thể thấy in 3D sẽ loại bỏ việc ước lượng khi các chuyên gia y tế linh hoạt cấp thuốc phù hợp cho bệnh nhân. 

Trong vài năm trở lại đây, máy in 3D đã sản xuất ra đồ chơi, thiết bị y tế, thậm chí cả thực phẩm. Công nghệ tương tự cũng được sử dụng trong in thuốc. Nó sẽ làm tan chảy dược phẩm để xây từng lớp một của viên thuốc, kết hợp với các thành phần khác sẽ giúp thuốc hòa tan trong dạ dày. Quan trọng là, ta có thể in viên thuốc với bất kỳ liều lượng nào bằng cách nhập hướng dẫn cho máy móc, để in ra viên thuốc lớn hoặc nhỏ hơn.

Trong nghiên cứu chứng minh, các nhà khoa học đã in được những viên thuốc chứa hàm lượng caffeine chính xác, theo một cách mà phương pháp sản xuất truyền thống khó có thể làm được. Không bị hạn chế lựa chọn như trong sản xuất thương mại, đầu tiên họ chọn liều lượng phù hợp, tiếp theo là thiết kế và in viên thuốc.

Caffeine là loại thuốc được sử dụng phổ biến trên toàn cầu, tuy thường nó không được coi là thuốc. Cố gắng giảm lượng caffeine thường gây đau đầu và buồn nôn, vì rất khó để giảm liều lượng một cách chính xác. Chính vì thế, các nhà nghiên cứu đã chọn caffeine để thử nghiệm.

So với việc cố gắng chia nhỏ viên caffeine thông thường thành các liều bằng nhau, viên thuốc in 3D đã chứng tỏ nó chứa liều lượng chính xác hơn nhiều. Kết quả này chứng minh in 3D là một quy trình đơn giản để sản xuất “đúng thuốc cho bệnh nhân vào đúng thời điểm” – một trong những nguyên tắc hướng dẫn của y học cá nhân hóa.

Tuy đã xuất hiện từ lâu, song sử dụng in 3D để sản xuất thuốc – đặc biệt trong môi trường bệnh viện và hiệu thuốc – hẵng còn rất mới. Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm (FDA) thuộc Hoa Kỳ đã cấp phép cho Spritam, một loại thuốc chống động kinh in 3D. Quá trình in giúp viên thuốc tan rã nhanh chóng trong miệng bệnh nhân bị khó nuốt, song nó không thể tùy chỉnh liều lượng.

Thế nhưng, dường như chúng ta đang trên đà áp dụng các phương pháp tùy chỉnh vào điều trị. Trong giai đoạn 2012-2022, FDA đã cấp phép cho ba loại thuốc in 3D mới, một số thử nghiệm lâm sàng đã được thực hiện trong vài năm qua.

Ở giai đoạn hiện nay, thuốc in 3D chưa thể thay thế, hay cạnh tranh được với các loại thuốc thông thường. Tốc độ sản xuất của các nó chậm hơn nhiều so với cách truyền thống. Lợi ích lớn nhất sẽ dành cho những bệnh nhân có chế độ uống thuốc phức tạp, hay sử dụng một số loại thuốc nhất định như thuốc chống trầm cảm. Như vậy, những ai có nhu cầu cấp bách nhất sẽ nhận được thuốc điều chỉnh đúng liều.

Trên thực tế, tiềm năng của công nghệ này không chỉ dừng ở chọn đúng liều lượng. Nó còn có thể kết hợp nhiều loại thuốc thành một “viên kết hợp” (polypill) duy nhất và hoàn toàn có thể chỉnh sửa hình dạng, kích thước, màu sắc và kết cấu. Sau này, in 3D có thể kết hợp với những công nghệ như học máy, trí tuệ nhân tạo và big data, trở thành bước tiến tiếp theo trong y học cá nhân hóa.