中国粉体网讯 2022年11月26日，来自印度的研究学者在《未来药学》（Future Journal of Pharmaceutical Sciences）中发表了题目为《药品的3D打印：从实验室规模到商业开发的方法》。
关于3D打印技术的制药应用于1996年得以实现，但此后一直处于停滞状态，很多研究机构自20世纪90年代以来一直致力于将3D打印技术应用于药物制剂，直到2016年3D打印技术制造的第一个医药产品Spritam被FDA批准，显示出其改变药品生产方式的潜力，尤其是对口服固体制剂，这一结果使研究人员对3D打印药品生产领域产生浓厚兴趣。
3D打印技术
3D打印又称增材制造（additive manufacture），是一种由数字化设计逐层生成三维实体的快速成型技术。其应用于药物制剂领域则具体指通过计算机辅助来为制剂设计打印路径并创建指令，即可通过层层打印，完成数字3D模型向3D实体转化的一种新兴技术。制药领域使用的3D打印按成型技术原理分类主要包括立体光固化成型（SLA）、粉末3D打印（inkjet 3D printing）、热熔沉积（FDM）和半固态挤出（SSE）等。
其中，SLA作为光固化3D打印发展最早、成熟度较高的一种技术，在组织工程、生物医学、药物制剂剂型开发中具有较广阔的应用前景。
3D打印在口服固体制剂中的应用
3D打印技术能够“定制”口服固体制剂，调控药物在机体内的吸收、分布、代谢和消除，使药物发挥最大的药理作用同时降低药物的不良反应、增加患者的顺应性。
（1）速释制剂
速释制剂的最大特点是迅速崩解并快速溶解，同时具备良好的机械性能。药物释放速度快的特点使速释制剂更适合冠心病、心绞痛等急性发作时服用。粉末直接压片、湿法制粒压片等传统的制备工艺往往难以制备出同时满足上述条件的速释制剂，而3D打印本身通过逐层打印、层层叠加构筑物体，能够精准控释制剂内部的构造，打印出的速释制剂具备更优的药物释放速率。
我国研究者Yu等采用粉末3D打印技术制备了豆腐果苷速崩片和对乙酰氨基酚速崩片，实验结果表明所制备的这两种速崩片的崩解时间分别为19.8、23.4s，且在2 min之内均可完全释放，硬度、崩解时间、脆碎度均符合《中国药典》的相关规定。
（2）缓、控释制剂
缓、控释制剂的特点是药物在用药后能长时间持续释放以及设定程序释放药物，目的是为了减少患者服药次数、血药浓度的波动和不良反应等，相较传统工艺制备出的缓控释制剂，3D打印的缓控释制剂能够通过计算机系统调节参数，制备出更为智能化、个体化需求的药物制剂，能够实现延长半衰期、达到最佳治疗水平以及针对肠道疾病活动的特定区域减少相关的系统性不良反应。
Fu等利用FDM技术制备了一种结构复杂的药物递送装置（如下图），该装置具有独立的空气仓和载药仓（单网和双网结构），将直接压片法获得的片剂装载于载药仓后，可实现72h的药物缓释并可在释药期间保持稳定的漂浮。
Fu等制备的胃漂浮药物递送装置
（图片来源：陈培鸿等.3D打印在药物递送领域的应用进展）
(3)复方制剂
复方制剂作为一种包含多种药物的固体剂型，对于需要通过多种药物来治疗多种疾病的患者是有益的，可以避免患者单次服用多种药物，提高其用药依从性。复方制剂是3D打印药物制剂的重要研究方面之一，它不仅能够快速便捷地打印出含有不同剂量的药品，还能结合患者需求设计多种释放机制相互独立的整合药片，提高患者顺应性的同时，延长作用时间。
Gioumouxouzis等将二甲双胍和格列美脲分别嵌入尤特奇缓释层和聚乙烯醇缓释层中，制成抗糖尿病的双相释药系统（如图），两种药物均可在预期的时间内完全释放，表明3D打印技术可为多药联用的治疗方案定制固体制剂。
Gioumouxouzis等开发的双相释药系统
（图片来源：陈培鸿等.3D打印在药物递送领域的应用进展）
（4）中药制剂
中药制剂相较于化学制剂，其提取和制备工艺更为复杂，中药制剂中单组分药物成分剂量的不均匀不仅会造成名贵药材的浪费，甚至可能造成中毒后果。此外慢性疾病患者往往需要长期服用中药，如何制备出均一、缓控释复方中药制剂是传统制药所面临的挑战。3D打印技术通过改变药物形貌使得药物具备缓释控释的能力，能够精准控制每种组分的含量制备复杂中药复方制剂。
3D打印不仅适用于速释复方中药口崩片，也适用于中、西药结合的应用。Wu等运用3D打印与静电纺丝工艺将布洛芬-灵芝多糖相结合，制备出柔性薄膜夹层结构的药丸，2种药物均以可控的方式释放，在患者感冒期间，口服该药丸不仅起到治疗作用还可以提高机体免疫力。
小结：
相较于传统固体制剂，3D打印技术能够精准设计制剂的结构构造，能够制备出速释、缓控释、复方、中药制剂等众多口服固体制剂，将按需打印、个性化给药成为一种可能，加快了我国个性化医疗建设和中药现代化的脚步。虽然3D打印技术仍存在着许多问题，如成本高、产量低、操作难度大等，但相信这些问题会随着技术的进步而得以解决。3D打印技术有望为药学发展带来了新机遇，其必将加速智能化、个性化时代的到来。
参考来源
1、王森怡，李思佳等.3D打印技术在口服固体制剂中的应用与挑战
2、余红燕，徐光辉等.3D打印技术在口服固体制剂中的应用研究进展
3、陈培鸿，刘志挺等.3D打印在药物递送领域的应用进展
4、李惠杰，徐雷等.光固化3D打印药物制剂技术研究进展
5、南极熊3D打印：综述：药品3D打印的商业开发
（中国粉体网编辑整理/青黎）
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