در مسیر تحقیق و توسعه در صنعت دارو، فرآورده‌های مولکولی جدید (NMEs) و شیوه‌های جدید مصرف دارو نقش مهمی برای داروهای جدید ایفا می‌کنند. در سال‌های اخیر، فاصله‌‌ی آشکاری بین میزان تولید و هزینه‌های تحقیق و توسعه وجود داشته‌است، زیرا تولید فرآورده‌های مولکولی جدید همواره زمان بر بوده‌است. هزینه‌های توسعه‌ی این فرآورده‌ها با میانگین قابل توجه 4/13 درصد در سال رو به افزایش است. با این حال، میزان موفقیت آن‌ها در آزمایش‌‌های بالینی حدود 10 درصد بوده است. در سال 2017 تنها 46 فرآورده‌ مولکولی جدید توسط اداره‌ی غذا و داروی ایالات متحده (FDA) تأیید شد. هزینه‌های بالای تحقیق و توسعه و خروجی کم، بسیاری از شرکت‌های دارویی را به سمت سیستم‌های تحویل دارویی پیشرفته سوق ‌داده‌است. هزینه‌های تحقیق و توسعه‌ی فرمولاسیون‌های جدید بسیار پایین‌تر از فرآورده های جدید است. به علاوه، محصولات دارویی فعلی به علت حلالیت پایین و پایداری و هدف‌گذاری ضعیف، عملکرد بالینی مطلوبی ندارند. در نتیجه، روش‌های مصرف و سیستم‌های تحویل دارویی نوینی توسعه یافته‌اند تا کارایی بالینی داروها را ارتقا بخشیده و ضمن کاهش سمیت، رضایت بیماران را بهبود دهند. علاوه بر این، سیستم‌های دارورسانی جدید می‌توانند طول عمر فرآورده‌های مولکولی جدید را به مقدار زیادی افزایش دهند.

داروها تغییر و تحول چشم‌گیری را در 60 سال گذشته پشت سر گذاشته‌اند. سیستم‌های تحویل دارویی نسل اول(1980-1950) (به عنوان مثال، داروهای دهانی با رهایش پایدار(آهسته رهش)، داروهای استنشاقی و پچ‌های پوستی) به سرعت پیشرفت کرده و به راندمان بالایی در انتقال محصول رسیدند. در سال 1952، فناوری اسپانسول[1] برای اولین بار، آزادسازی پیوسته‌ی 12 ساعته را تحقق بخشید. چهار سال بعد، توسعه‌ی افشانه‌های استنشاقی تحت فشار[2] به نقطه آغاز سیستم‌های تحویل داروی استنشاقی بدل شد. در سال 1979 پچ‌های پوستی وارد بازار شدند. با ورود به نسل دوم، تمرکز اصلی روی نانوداروها و سیستم‌های تحویل هوشمند قرار گرفت. با این وجود، اگرچه سیستم های دارورسان نسل دوم (2010-1980) (مثلاً لیپوزوم‌ها، نانوذرات، میکروسفر و تحویل ژن) توجه زیادی را به خود جلب کردند، اما تا به امروز محصولات بسیار محدودی را به بازار عرضه کرده‌اند. لییوزوم دوکسیلدر سال 1995 به عنوان اولین نانودارو معرفی شد. در سال 2005 آبرازان[3]، اولین سیستم نانوفناوری تحویل داروی هدفمند، وارد بازار شد. موفقیت تجاری دارورسان‌ها همواره طرفداران زیادی را به سوی خود جذب‌ کرده‌است.

از سوی دیگر، تصویب قانون رقابت در قیمت دارو و اعطای حق امتیاز در سال 1984 باعث آغاز رقابت بین شرکت‌های دارویی برند و ژنریک شد. پس از آن، فرایندی تحت عنوان "بررسی مختصر تجویز داروی جدید" برای بررسی و تأیید محصولات دارویی ژنریک، مقرر شد. مطابق این فرآیند، تولیدکنندگان داروهای ژنریک می بایست، معادل بودن داروهای خود با داروهای برند را تضمین کنند. در طی این دوره، داروهای ژنریک روند رو به رشدی داشتند؛ با این حال داروهای برند به دلیل مزایای فراوان، هم‌چنان به توسعه‌ی خود ادامه دادند. از دهه‌ی 1990، بین حفاظت از حق امتیاز داروهای جدید و ورود داروهای ژنریک، تعادل برقرار شد. سازمان غذا و داروی ایالات متحده تاکنون 34673 محصول دارویی از جمله 114 نوع مسیر مصرف و 169 روش مصرف را تأیید کرده‌‌است. با کمک یک نقشه مرجع محصولات، بررسی‌های بیشتری در زمینه‌ی توسعه‌ی سیستم‌های تحویل دارویی پیشرفته، از جمله داروهای دهانی آهسته‌رهش، استنشاقی، پچ‌های پوستی و سیستم‌های تحویل دارو تزریقی پیچیده قابل انجام خواهد بود.

بررسی محصولات دارویی

تا سال 2017، مجموعا 34673 دارو توسط FDA تأیید شده‌اند. تأییدیه‌های جدید دارویی شامل فراورده‌های مولکولی جدید، ترکیبات فعال، شیوه‌ی مصرف، ترکیب دارو، فرمولاسیون و علائم آن‌ها می‌شوند که روند نسبتاً پایداری را در این دوره نشان می‌دهند. اوج تأییدیه‌های جدید دارویی در سال 1996 بود، که احتمالا با آزادشدن هزینه‌ی داروهای تجویزشده برای مصرف‌کننده که در سال 1992 قانونی شد، مرتبط است. پس از تایید اولین داروی زیستی (Humulin R) در سال 1982، تعداد این داروها رشد قابل‌توجهی داشته است. در سال 2017، فرآورده‌های جدید بیولوژیکی که توسط مرکز تحقیق و ارزیابی داروهای بیولوژیک[4] تأیید شد، تقریباً یک چهارم فرآورده‌های مولکولی جدید را به خود اختصاص می‌داد. این فراورده‌ها نیازهای بالینی‌ای را پاسخ می‌گفتند که تاکنون نادیده ‌گرفته ‌شده ‌بودند. همچنین امروزه ژن‌درمانی و سلول‌درمانی توجه گسترده‌ای را به خود جلب‌کرده‌اند و اولین ژن‌درمانی (Kymriah) توسط FDA تأیید شده‌است.

منحنی تأییدیه سالیانه محصولات دارویی ژنریک از سال 1982روند افزایشی قابل ملاحظه‌ای را نشان می‌دهد. در سال 1988، چهار سال پس از تصویب اصلاحات Hatch Waxman درباره داروهای ژنریک، منحنی به اوج خود رسید. با این حال، تعداد تأییدیه‌های داروهای ژنریک از سال 1988 تا 1990 به شدت کاهش یافت. بعد از 1990 تعداد داروهای تأییدشده به سطح پایداری بازگشت. پس از سال 2014، محصولات دارویی ژنریک رشد چشم‌گیری داشتند که احتمالا با افزایش مشکلات در زمینه‌ی تحقیق و توسعه‌ی داروهای جدید و کنترل هزینه‌های دارو مرتبط است. علاوه بر این، اعطای امتیاز داروهای بیولوژیک نیز باب جدیدی به سوی داروهای بیوسیمیلار گشود. در سال 2015 اولین داروی بیوسیمیلار  (Zarxio)توسط FDA تأیید شد. از سال 2017، در مجموع 10 بیوسیمیلار دیگر نیز تأیید شده‌ است. علاوه بر این، FDA در ماه جولای 2018 به منظور کمک به توسعه‌ی بیشتر کارایی این داروها، اقدام به انتشار برنامه عملکردی آن‌ها کرد. داروهای جدید نسبت به داروهای ژنریک از طول عمر بیشتری برخوردار هستند، زیرا داروهای ژنریک در مراحل اولیه احتمال بیشتری برای خروج از بازار دارند. این داروها به دلایل مختلفی از جمله عدم ایمنی، عوارض جانبی نامطلوب، کارایی پایین، مشکلات تولید و تغییرات تنظیم بار مالی از بازار حذف ‌می‌شوند.

روش های مختلف تحویل دارو

به‌طور کلی، تحویل دهانی (62.02 درصد) از بیشترین سهم در محصولات دارویی برخوردار است؛ بعد از آن تزریق (22.43 درصد)، مسیر پوستی (8.70 درصد)، مخاطی (5.22 درصد)، استنشاقی (1.21 درصد) در رتبه های بعدی قرار گرفته‌اند. نتایج نشان می‌دهد که راه دهانی به دلیل رضایت بالای بیمار و سهولت مصرف، به عنوان راه مطلوب باقی مانده است. شرکت‌های دارویی ژنریک در مقایسه با داروهای جدید، تمایل بیشتری برای توسعه‌ی مسیرهای مصرفی معمول دارند. به عنوان مثال، محصولات دهانی ژنریک بیش از 60 درصد کل محصولات را در بر می‌گیرد.

توزیع فرمولاسیون‌ها

به‌طور کلی، مصرف خوراکی نسبت به سایر روش‌ها از انعطاف‌پذیری بیشتری برخوردار است. درحالی که مصرف استنشاقی محدودیت‌های خاصی دارد و با فرمولاسیون‌ و دستگاه‌های پیچیده در ارتباط است. فرمولاسیون داروهای جدید متنوع‌تر از داروهای ژنریک است. داروهای ژنریک به‌طور عمده بر شیوه‌های سنتی مصرف متمرکز هستند، در حالی که داروهای جدید، توسعه‌ی فرمولاسیون جدید را دنبال می‌کنند.

تجزیه و تحلیل روش های پیشرفته دارو رسانی

نسل اول سیستم‌های تحویل دارویی پیشرفته (1970-1950) با بکارگیری در محصولات متعدد موجود در بازار  به مراحل نهایی خود رسیده‌اند، در حالی که نسل دوم آن‌ها ( 2010-1980) موانع فنی بالایی داشته و محصولات موفق کمی را به وجود آورده‌اند. این سیستم‌ها به‌طور گسترده در دانشگاه‌ها و صنعت داروسازی مورد مطالعه قرار گرفته‌اند. طی سه دهه‌ی گذشته تعداد مقالات و آزمایش‌های بالینی روی سیستم‌های جدید تحویل دارویی به شکل چشم‌گیری افزایش یافته ‌است. با این حال، شکاف قابل‌توجهی بین خروجی محصول و ورودی تحقیقات وجود دارد. این فناوری‌های پیشرفته دارویی با موانع فنی بالا نیاز به بررسی بیشتر و آنالیز کارایی انتقال و میزان موفقیت بالینی دارند. از این رو، سیستم‌های با موانع فنی بالا که به‌طور وسیع استفاده می‌شوند، از جمله داروهای دهانی آهسته رهش، پچ پوستی، تحویل استنشاقی (آئروسول، پودر و اسپری) و فرمولاسیون‌های تزریقی پیچیده (لیپوزوم، امولسیون، میکروسفور، نانوذرات و نانوسوسپانسیون) در این مقاله مورد بررسی قرار می‌گیرند.

در تصویر بالا ده مورد سیستم‌های تحویل دارویی پیشرفته بر اساس دو پارامتر یعنی نسبت بین آزمایش‌های بالینی و مقالات و همچنین نسبت محصولات تأییدشده FDA به آزمایش‌های بالینی در ایالات متحده، طبقه‌بندی شده‌اند. نسبت 5 درصد بین آزمایش‌های گسترده‌ی بالینی و مقالات، ضرورت گذار از تحقیقات علمی به آزمایش‌های بالینی را نشان می‌دهد درحالی که متوسط موفقیت بالینی فرآورده‌های مولکولی جدید در 20 سال گذشته، 10 درصد است. این فناوری‌های پیشرفته‌ی تحویل دارویی را می‌توان به چهار گروه تقسیم کرد. نوع اول، فناوری‌هایی با کارایی انتقال و میزان موفقیت بالینی بالا که شامل پچ پوستی و داروهای دهانی آهسته‌رهش می‌باشند. نوع دوم، دارای کارایی انتقال پایین و موفقیت بالینی بالا که هیچ سیستم تحویلی به این گروه تعلق ندارد. نوع سوم، نشان‌دهنده کارایی انتقال بالا و میزان موفقیت بالینی پایین است که شامل استنشاق (آئروسول، پودر و اسپری) و تزریقات پیچیده (امولسیون، لیپوزوم، نانوذرات، سوسپانسیون و میکروسفور) هستند. نوع چهارم هم دارای کارایی انتقال بسیار پایین و موفقیت بالینی کم، مانند نانوذرات است.

داروهای دهانی با رهایش پایدار(آهسته رهش)

فرمولاسیون‌های خوراکی آهسته‌رهش قادر به کنترل انتشار دارو در یک میزان از پیش تعیین شده برای رسیدن به اثر درمانی طولانی‌مدت و حفظ غلظت مطلوب دارو در پلاسمای خون یا در محل هدف هستند. اولین دارو با این شیوه دکسدرین(Dexedrine) بود که در سال 1952 توانست برای نخستین بار طی 12ساعت آزاد شود. در مقایسه با شیوه‌های معمول، دکسدرین دارای فواید منحصر به فردی از جمله کاهش تعداد دفعات مصرف، بهبود رضایت بیمار و عوارض جانبی کمتر است. موفقیت تجاری دکسدرین، توسعه‌ی بیشتر فناوری‌های آهسته رهش را به همراه داشت. پس از آن، چهار مکانیسم متفاوت آزادسازی دارو به تدریج برای سرعت بخشیدن به فرمولاسیون‌های آهسته رهش، از جمله مکانیسم‌های حل شدن کنترل‌شده، انتشار کنترل‌شده، مکانیسم‌های تبادل یون و بر پایه‌ی اسمز تأییدیه گرفته و تعدادی از فناوری‌های خوراکی آهسته رهش جدید وارد بازار شدند. در سال 1989 پروکاردیا[5]، فناوری سیستم تحویل خوراکی با رهایش کنترل‌شده‌ی اسمزی تأییدیه گرفت. فناوری پمپ اسموتیک قادر است با تنظیم اختلاف فشار اسمزی بین محیط و سیستم دارو به رفتارهای مختلف آزادسازی دارو دست یابد. قرص Sular  با فناوری Geomatrix^TM در سال 1995 وارد بازار شد. این نوع قرص‌ها شامل یک لایه حاوی دارو و لایه‌های رهایش آهسته[6] بودند. لایه حاوی دارو توسط لایه‌های رهایش آهسته از دو طرف پوشیده می‌شد. سرعت انتشار دارو به مقدار لایه‌های حاوی دارو و لایه‌های رهایش آهسته وابسته بود. در سال 2005، Glumetza با فناوری Acuform^TM توانست ترکیبات فعالی بسازد که در قسمت فوقانی روده کوچک با اثر آزادشدن پایدار جذب شوند. تا سال 2017، در مجموع 192 داروی خوراکی آهسته‌رهش به بازار عرضه شد. این داروها عمدتاً به سه فرم مصرفی قرص، کپسول و سوسپانسیون ساخته شدند. قرص آهسته‌رهش با 61 درصد بیشترین سهم و پس از آن کپسول (34 درصد) و سوسپانسیون (5 درصد) قرار دارند. داروهای دهانی آهسته‌رهش روند روبه‌رشدی را در بازار نشان می‌دهند.

سیستم‌های استنشاق

ریه ویژگی‌های منحصر به فردی نظیر سطح مقطع بسیار بزرگ (100 متر مربع)، سیستم مویرگی غنی و واکنش‌های متابولیکی نسبتاً زیاد دارد. بنابراين تحويل دارو به ريه، کارایی بالایی براي تحويل سیستمیک و موضعي نشان می‌دهد. در حال حاضر، سه نوع وسیله‌ی استنشاقی در بازار وجود دارد که شامل افشانه‌های استنشاقی تحت فشار (MDI) ، پودر خشک (DPI) و اسپری مایع می‌شود. اولین داروی استنشاقی به صورت MDI در سال 1956 توسط شرکت ‌3M برای درمان آسم تأیید شد. MDI از محرک‌ها، داروها و مواد افزودنی (مانند حلال، ماده امولسیون‌کننده و...) ساخته شده‌است که توانایی بالایی در کنترل مصرف درمانی از طریق سیستم سوپاپ‌مانند فراهم می‌کند. دارویNorisodrine  به صورت DPI در سال 1971 توسعه یافت. برای افشانه‌های استنشاقی به صورت پودر خشک، اندازه ذرات دارو باید در حد خاصی کنترل شود. داروها و حامل‌ها در کپسول، بلیستر و چندین شکل مصرفی دیگر ذخیره می‌شوند. در مقایسه با سایر شیوه‌های مصرف ریوی، DPI فوایدی از جمله مصرف راحت، قابل حمل بودن، مراحل پاکسازی و خطر آلودگی کمتر دارد. با این حال، آزادسازی دارو و جذب DPIها به شدت به استنشاق توسط بیمار بستگی دارد. بسیاری از این داروها برای درمان آسم و بیماری‌های مزمن انسدادی ریه توسعه یافته‌اند. امروزه بیش از 60 محصول استنشاقی (آئروسول، پودر و اسپری) در بازار موجود است. در میان این داروها، مصرف افشانه‌های پودری استنشاقی به میزان 55 درصد، آئروسول‌ها 36 درصد و اسپری‌ها 9 درصد است. تعداد آئروسول‌ها از سال 2011 کاهش یافت، که مربوط به قطع مصرف کلروفلوئوروکربن‌هاست. از سوی دیگر، این افشانه‌ها بین سال‌های 2012 تا 2017 به سرعت افزایش یافتند. ریه هم‌چنین مزایای خاصی در تحویل پروتئین یا پپتید، مانند جذب سریع و تداخل کمتر با پروتئازها دارد. Exubera (Pfizer) و Afrezza (Mannkind)، به عنوان داروهای استنشاقی برای انسولین، به ترتیب در سال‌های 2006 و 2014  تأیید شدند. با این حال، این دو محصول به دلیل زیست‌دسترسی کم و عدم جلب رضایت بیمار در رسیدن به موفقیت تجاری شکست خوردند.

پچ پوستی

پوست از کوتیکول، اپیدرم و درم تشکیل شده‌است. به‌طور کلی، پچ پوستی دارو را از طریق کوتیکول به درم، جایی که عروق خونی در آن توزیع شده و داروها به داخل گردش خون سیستمی جذب می‌شوند، انتقال می‌دهد. پچ‌های پوستی عمدتاً از سه لایه تشکیل شده‌اند. این لایه‌ها شامل یک لایه خارجی برای جلوگیری از از دست دادن دارو، لایه حاوی دارو برای ذخیره داروها و لایه چسبنده برای نگه داشتن پچ در تماس با پوست هستند.  Scop پوستی به عنوان اولین پچ توسط FDA تأیید شد که قادر به تحویل اسکوپولامین[7] برای جلوگیری از تهوع و استفراغ ناشی از "دریازدگی" به مدت 72 ساعت بود. پس از ورود Scop پوستی، تعداد روزافزونی از APIها به شکل پچ توسعه یافتند. با توجه به اصول فارماکوکینتیک، پچ‌های پوستی رایج را می‌توان به سه نوع دارو در چسب، دارو در ماتریکس و دارو در مخزن تقسیم کرد. در سال 2017، در مجموع 28 پچ پوستی جدید در بازار وجود داشت. 72 درصد از پچ‌ها از نوع دارو در چسب، 16 درصد دارو در ماتریکس و فقط 12 درصد دارو در مخزن هستند.

تزریق‌های پیچیده

این تزریق‌ها دارای کارایی انتقال هستند و میزان موفقیت بالینی آنها کم است. چهار داروی تزریقی پیچیده شامل لیپوزوم، امولسیون، نانوذرات و سوسپانسیون وجود دارد که در اینجا به دو مورد می پردازیم.

تزریق‌های لیپوزوم

لیپوزوم یک غشای مصنوعی است که عمدتاً توسط فسفولیپیدهای طبیعی یا مصنوعی تهیه می‌شود. داروها درون لیپوزوم به صورت کپسول درمی‌آیند. همین‌طور که لیپوزوم به تدریج تجزیه می‌شود، داروها به آرامی آزاد می‌شوند. DOXIL اولین لیپوزوم تأییدشده توسط FDA در سال 1995 همراه با دوکسوروبیسین هیدروکلراید برای درمان سرطان تخمدان، سارکومای کاپوزی مرتبط با ایدز و چندین میلوما مورد استفاده قرار گرفت. در مقایسه با دوکسوروبیسین آزاد، Doxil اثربخشی بیشتر و سمیت قلبی پایین‌تری داشت که ناشی از نیمه‌عمر در گردش طولانی‌تر (45 ساعت) و هدف‌گذاری غیرفعال بود. علاوه بر این، Doxil می‌توانست تومورها را به وسیله اثر نفوذپذیری و احتباس افزایش‌یافته (EPR) هدف قرار دهد. Doxil به موفقیت تجاری زیادی دست یافت و در سال 2001 به اوج فروش 600 میلیون دلاری رسید. به همین دلیل، بسیاری از کارخانه‌های دارویی وارد بخش لیپوزومی شدند.Ambisome  در سال 1997 برای درمان عفونت‌های قارچی عمیق و Depodur در سال 2004 و Exparel  در سال 2011 به عنوان یک بیهوشی وارد بازار شدند. Depocyt در سال 1999، Marqibo kit  در سال 2012 و Onivyde  در سال 2015 برای درمان سرطان مورد تأیید قرار گرفتند. در مجموع 10 داروی لیپوزومی توسط FDA تأیید شده‌است که شامل هشت داروی جدید و دو محصول ژنریک می‌شوند.

تزریق‌های میکروسفر

میکروسفرها میکروذرات کروی کوچکی هستند که قطر آن‌ها معمولاً بین 1 تا 300 میکرومتر است. کلید توسعه‌ی میکروسفرهای تزریقی آهسته‌رهش، انتخاب یک پلیمر زیست‌تخریب‌پذیر مناسب است. محصولات موجود در بازار به‌طور عمده از پلیمرهای مصنوعی استفاده می‌کنند. به عنوان مثال، پلیمرهای مصنوعی PLGA و PLA هم زیست‌سازگار و هم زیست‌تخریب‌پذیر هستند. اولین محصول عرضه شده depot Lupron به عنوان یک میکروسفر آهسته رهش در ایالات متحده در سال 1985 توسط Takeda توسعه یافت. این دارو حاوی آگونیست هورمون آزادکننده گنادوتروپین (GnRH) است و برای درمان سرطان پروستات پیشرفته استفاده می‌شود. در حال حاضر، 11 میکروسفر تزریقی آهسته رهش مورد تأیید FDA در بازار موجود است. به عنوان مثال، محلول Sandostatin Lar Depot ، نیمه عمر بیولوژیکی داروهای پپتیدی را کوتاه کرده، مدت زمان مصرف را تا 4 هفته افزایش داده و میزان رضایت بیمار را بهبود بخشیده‌است.

تصویر3-4-1: تزریق میکروسفر

چشم‌انداز

سیستم‌های تحویل دارویی نقش مهم و روزافزونی در تحقیق و توسعه‌ی دارو ایفا می‌کنند. سیستم‌های تحویل دارویی پیشرفته نه تنها کارایی داروها را بالا می‌برند بلکه طول عمر فرآورده‌های مولکولی جدید در بازار را نیز افزایش می‌دهند. سیستم‌های نسل اول به موفقیت بزرگی در بازار رسیدند، در حالی که سیستم‌های نسل دوم (لیپوزوم، نانوداروها، میکروسفر و... ) علی‌رغم دریافت بودجه تحقیقاتی طی بیش از سه دهه‌ی گذشته، موفقیت کمتری داشتند. ساختن پلی بین تحقیقات اولیه دارویی و کلینیک، برای دانشمندان داروسازی ضروری است. با توسعه‌ی الگوریتم‌ها و محاسبات رایانه‌ای، عرصه جدیدی تحت عنوان "داروشناسی محاسباتی" در حال ظهور است که هوش مصنوعی، داده‌های کلان و مدل‌سازی چندبعدی را در تحویل دارو برای طراحی فرمولاسیون in silico باهم ادغام می‌کند. توسعه‌ی فرمولاسیون فعلی دارو اساساً بستگی به الگوی تجربی آزمون و خطا دارد که صرف هزینه و زمان زیادی را ایجاب می‌کند. مدل‌های کمّی برای پیش‌بینی فرمولاسیون در ترکیب با الگوریتم‌های هوش مصنوعی امروزه جایگاه خود را به دست آورده‌اند. به عنوان مثال، مدل پیش‌بینی فرمولاسیون‌های قرص تجزیه دهانی (ODT) با استفاده از تکنیک‌های شبکه عصبی ایجاد شده‌است. علاوه بر این، رویکردهای مدل‌سازی مولکولی نیز تبدیل به یک ابزار مهم برای طراحی فرمولاسیون می‌شود. تعامل بین داروها و امولسیون‌ها و پارامترهای مربوطه می‌تواند برای ارزیابی ثبات سیستم و توانایی آن، که راهنمای تجویز دارو است و به سرعت بهترین نسخه را به دست می‌دهد، محاسبه شود. مواد هوشمند برای تحویل دارو (به عنوان مثال، مواد زیست‌مقلد یا biomimetic) نیز حوزه مهم دیگری است. به عنوان مثال، لیپوزوم، غشای سلولی را برای تحویل دارو شبیه‌سازی می‌کند. آلبومین انسانی در فرمولاسیون نانوذرات (مانند Abraxane) استفاده می‌شود. ذرات یا سلول‌های شبه ویروس هم حامل‌های مهمی برای ژن‌درمانی هستند. اولین ژن‌درمانی به نام Kymriah  که در سال 2017 توسط FDA تأیید شد از گلبول‌های سفید خون بیمار ساخته شده بود و به عنوان درمان سرطان در بیماران مبتلا به لوسمی لنفوبلاستی حاد (ALL) مورد استفاده قرار گرفت. چگونگی طراحی مواد جدید بالینی نیز نقش مهمی در تحویل دارو ایفا می‌کند. با این وجود، اگر چه تحقیقات زیادی در زمینه‌ی طراحی مواد برای تحویل دارو در 30 سال گذشته انجام شده‌است، تعداد بسیار کمی از محصولات در کلینیک استفاده می‌شوند. از سوی دیگر، ترکیب جدید دارو/دستگاه نیز یک روش هوشمند برای تحویل دارو است. در سال‌های اخیر، میکروابزارها که شامل فشارنده‌های ساده زبان تا فناوری‌های میکرو‌تراشه می‌شوند، توجه زیادی را به خود جلب کرده‌اند. یک مثال خوب در این مورد افشانه‌های استنشاقی هستند که برای استنشاق محلول طراحی شده‌اند. علاوه‌براین، فناوری چاپ سه بعدی هم راه خود را در تولید انعطاف‌پذیر محصولات دارویی پیدا کرده‌است. اولین داروی دهانی که به این شکل تولید شده Spritam است که با استفاده از فناوری چاپ سه‌بعدی برای داروهای ضدصرع ساخته و در سال 2015 تأیید شد. سلامت دیجیتال نیز برای مدیریت بهتر و دنبال کردن سلامت بیماران مورد استفاده قرار گرفته‌است. برای مثال، Abilify mycite با یک سنسور نشانگر قابل بلع توسط FDA در سال 2017 تأیید شد. هنگام بلع دارو توسط بیمار، پزشکان به راحتی قادر به دنبال کردن سیگنال‌ها خواهند بود. در آینده، تحقیق و توسعه‌ی فراورده‌های مولکولی جدید ممکن است فناوری‌های تحویل پیشرفته را برای ایجاد کاندیداهای دارویی و تولید فرمولاسیون مؤثرتر درمانی با هم ادغام کند.