3D打印技术在口服固体制剂中的应用与挑战

 3D打印技术在口服固体制剂中的应用与挑战

程 ,芬

青岛黄海制药有限责任公司  山东青岛 266101

摘要：口服固体制剂是一种常见的药剂类型，而随着当今3D打印技术的迅速发展，将3D打印技术应用于临床医学药剂的制备中，能够实现对口服固体制剂内部构成以及外部形貌的精准调控，这也使得3D打印口服固体制剂成为当今医学界重点研究的话题之一。基于此，本文就3D打印技术在口服固体制剂中的应用进行研究，从而为后续医学临床研究个性化药剂提供必要的参考借鉴。

关键词：3D打印技术；口服固体制剂；个性化

引言：3D打印技术是一种全新的科学技术手段，具有较高的灵活性，经过选择不同的原材料，并严格控制制备过程和工艺参数，能够实现对不同产品的制备，因此在医学中应用3D打印技术对口服固体制剂进行制备，不仅可以满足工业制药的需求，同时还能达到高质量的药品生产，这也为3D打印技术在药物制剂领域的发展起到了重要的推动做作用。

1.3D打印技术在口服固体制剂中的应用

1.1在复方制剂中的应用

复方制剂是指药剂中混合超过两种以上的药物，通常情况下，复方药剂的作用是增加药物的疗效并减少不良反应的目的。利用3D打印技术对复方药剂进行研究时，结合患者的实际需求设计多种释放机制，能够实现对独立药片的有效整合，从而提高患者的顺应性并延长用药作用时间[1]。运用3D打印技术制备多药合一的复方制剂中，不但具有产品工艺简单、快速成型的特点，更重要的是可以获得个体化的精准给药目的，这是由于3D打印技术能够设定不同药物动力学参数的方式，从而构建出不同外观形态的药片，整个过程更加符合临床用药的实际需求。在多层叠加的药物模型中，3D打印技术可以做到对两种不同药物的同时溶解，或者当外壳药物溶解到一定程度后，内核药物才会逐渐溶解。

1.2在速释制剂中的应用

速释制剂由热熔细丝与亲水性聚合物选择性加入增塑剂制备，因此在速释制剂的制备时，使用3D打印机技术能够快速有效的制备速释片剂。而速释制剂中的口崩片由于具有较为良好的稳定性以及剂量精准性的特点，所以在给药时不会出现窒息风险，但口崩片剂很难保持在高机械强度条件下具有较高的孔隙率，所以常规压片方法中很难实现相关要求，而使用3D打印机则可以避免传统口崩片的制造中存在的这种问题。与口崩片一样，口腔分散膜也属于固体口服剂型药物，对于吞咽困难的患者而言，使用口腔分散膜能够有效实现患者对药剂的服用，然而口腔分散膜在制备时，需要借助热熔挤出法或者静电纺丝法等设备，但其传统膜剂交差，而使用3D打印技术，能够有效避免这种问题。

1.3在中药制剂中的应用

中药制剂相比于化学制剂，对应的提取和制备工艺比较复杂，因此中药制剂中的单组分药物成分剂量的不均匀会导致那些名贵药材的浪费。而将3D打印技术应用在中药药剂的制备中，通过改变中药药物的形貌可以使药物具有缓释控释能力，也能更加精准的控制不同组分的含量。利用3D打印技术制备中药，不仅能够推动中西药的结合应用，还能制备出柔性薄膜夹层的结构药，从而实现患者在用药期间提高机体免疫力的作用。

1.4在缓控释制剂中的应用

缓控释制剂中常见的药物有迟释片剂、胃漂浮片等药剂，其中迟释片剂是用3种不同级别的乙酸羟丙甲纤维素琥珀酸酯作为赋形剂，因此使用3D打印技术，可以达到载药量高达50%的作用，和传统制备方法相比，不仅安全性高，还能根据患者的个体差异调整释药行为[2]。而胃漂浮片则是一种影响到胃部的药物，胃漂浮片在胃部停留的时间长短影响到人体对药物的吸收利用，所以使用3D打印技术制备胃漂浮片时，能够更好地控制胃漂浮片在患者胃部的停留时间，从而到人体对药物效果的充分吸收，实现对病情的有效治疗。

2.3D打印技术在口服固体制剂中的技术挑战

2.1粉末床熔融法

熔融系统使用激光加热粉末的方式，能够有效引导邻近粉末之间的有效熔合，因此将其作为依赖性的粉末化方法，熔合与粘合剂沉积法通常和挤出法具有很多相似点。但是在粘合剂沉淀法中，相比于挤出法而言，熔合时期的材料会产生比较轻微的流动，使得粒子之间的接触比较密切，相关人员在使用3D打印技术时，针对熔融过程中的原料粒度分布进行充分考虑时，必须注意对应的颗粒形状。

2.2黏合剂沉积法

在使用黏合剂沉积的过程中，使用的原材料主要由留在粉末床中的黏合剂、溶剂与粉末为主，在借助现有的粉末层时，利用滚针能够实现3D打印。由于粒径的分布与实际的含水量有着直接的关联性，针对黏性粉末，影响其性质的关键因素是厚度和分层时的分离情况，当分层后，很容易出现喷射黏合剂液滴的情况，而黏合剂的性质往往会渗透到粉末床的实际效果，使得粉末密度以及表面能量增加。

2.3光聚合法

光聚合法的快速成型技术被广泛应用于相关组织工程中，通过定制外科植入的原型设计中，将药物应用于受限的可光聚合的低聚物中，而针对地聚物所需的生物相容性可用于人体[3]。但是光聚合法在3D打印技术中的打印材料由于比较单一，导致聚合物的混合制备复方制剂具有一定的限制性

2.4热熔挤出法

在3D打印技术中的每一层中，通过逐层建立的方式，从而决定打印的厚度和速度，针对挤出流速和喷嘴直径的方式，能够实现对不同挤出材料类型的选择。相对而言，3D打印技术在口服固体制剂的原材料选种，使用聚合物长丝的方式，在挤出前更加容易实现熔融，同时在挤出后可以达到迅速固化的目的。在长丝粘弹性中，经过多个温度下能够有效控制流变性质。

结束语：口服固体制剂是临床医学中最为常见的制剂，因此在口服固体制剂的制备中使用3D打印技术，能够更加精准的实现对口服固体制剂结构构造的掌握，同时也能制备出速释、缓控释、复方等众多口服固体制剂，按照相应的方式进行打印，从而为医药发展带来了全新的机遇。

参考文献：

[1]王森怡,李思佳,涂迎盈,李凌晖,蒋曙光.3D打印技术在口服固体制剂中的应用与挑战[J].中国新药杂志,2020,29(08):881-889.

[2]余红燕,徐光辉,贾暖.3D打印技术在口服固体制剂中的应用研究进展[J].中国现代应用药学,2021,38(16):2033-2038.DOI:10.13748/j.cnki.issn1007-7693.2021.16.019.

[3]李雪峰,黄安琪,夏申琳.3D打印技术在汽车制造中的应用及中国汽车业的机遇与挑战[J].世界制造技术与装备市场,2019(04):37-39.