3D打印技術在藥物制劑中的研究進展

郭杰

（江蘇奧賽康藥業有限公司，江蘇 南京 211112）

一、概述

3D 打印技術有個早期的名字——快速成型機，它可以用很多種不同的材料來打印，比如塑料，金屬，陶泥，甚至是巧克力粉，通過逐層打印的方式來構造物體。3D打印機早在1985年左右就第一次問世了，經過30多年的改進發展，3D打印已廣泛應用在各個鄰域。3D打印技術是通過實實在在的原料一層一層的堆疊上去，而傳統打印則多是通過靜電實現的，正是這種原理使傳統打印只能打印平面，3D打印正是這一技術的突破彌補了傳統打印的不足。在與計算機連接以后，通過各種的軟件，個人的審美，技術，以及精確的計算測量，組裝來實現模型的打印。將在計算機上成型的模型拷貝到3D打印機的磁卡中去就可以進行 3D打印了。

二、3D打印技術操作具體步驟

一個重要的軟件叫Creo，它可以根據實際情況的尺寸來定，通過拉伸變換，鏡像，列陣，旋轉等方式實現三維的創造還可以鏤空，它的制作需要十足的耐心和精準的測量，每個螺絲每個擋板每個角度都至關重要。

模型建完后就不必再重新制作，下次就可直接拿來打印，所以相似度極高，如今網上有很多3D 產品模型的網站，可以直接利用，種類和數量都非常多，在圖片中就給人一種震撼的感覺。

建完模型后要將制作好的模型另存為保存副本，之后要選擇使用stereolithgraphy[.stl]，選擇自定義匯出，在控制臺上將弦高和角度都改成最小值，即都輸入0，就會自動生成最小值，再就要開始切片處理，什么是切片呢？很簡單，就是把我們制作好的模型通過磁卡導入到kisslicer64中，這個軟件會幫助我們切好片，就像建筑設計師在實際開工前要測量樓高，磚高，來計算所需要的磚是多少一樣。經過一段時間的等待后就可以看到3D打印的成品物體或零件了。

3D打印機完成工作后，取出物體，如果要制作一個巨大的物體，通過各個零件的接拼就能較容易地實現。同時也可以將制作好的模型，與舵機，超聲波，主板，擴展板等相結合，加上編程技術，便可以制成多功能的機器人。

三、3D打印技術在醫學中的應用

近年來，隨著3D技術逐漸應用到我國的醫學領域，從而使我們的醫療技術水平也得到了迅猛發展。例如：我們通過3D打印技術對病人的毛細血管進行打印，而且它是由特別的材料以及雙光子聚合物共同組成的，與我們人的身體能夠很好的進行融合，通過3D技術對人身體里面壞死的血管進行替換具有非常重要的應用意義。此外，通過3D打印技術實現人體中一些器官的有效結合，使得在進行醫學實驗研究中減少了動物的死亡，進而對我們自然環境的保護有著積極影響。

四、3D打印在制藥領域的應用

隨著3D打印技術的發展和成熟，這一新興的科技開始進入醫藥領域。作為一個新的藥物制劑技術，在許多藥物新劑型中應用逐年增加。

（一）速釋劑型

速釋制劑具有吸收快、起效快及生物利用度高等優點，傳統方法制備出的產品往往難以同時滿足迅速崩解、溶出和機械性能良好的要求。美國Aprecia公司的3D打印技術ZipDose已用于制備左乙拉西坦速溶片，于2015年8月在美國上市，這是目前上市的第一個應用3D打印技術生產的藥品，用于治療成人或兒童患者的部分性癲癇發作、肌陣攣發作以及原發性全身癲癇發作，該產品內部孔隙率較大，少量水即可使之在很短的時間內崩解并迅速起效。Deng 等課題組用粉液三維打印技術制備了對乙酰氨基酚口崩片。

（二）緩控釋劑型

緩控釋制劑可減少服藥次數，對于長期服藥的慢性病患者可明顯提高其服藥的順應性，并且能夠使血藥濃度平穩，避免峰谷現象，有利于減少藥物的不良反應。3D打印可以通過概念打印參數調節藥物釋放。Rowe 等用粉液三維打印技術制備出了兩種脈沖制劑。Justyna等采用熔融絲沉積成型技術制備潑尼松龍緩釋片，將聚乙烯醇 (PVA)線浸泡在潑尼松龍的甲醇溶液中24 h使其充分載藥，然后干燥至恒重，測定載藥百分比，再通過計算機設計打印參數和調節片劑三維尺寸等劑型參數，制備得到不同規格的片劑，采用流通池法測定不同規格片劑的體外溶出情況。

（三）復方制劑

3D打印能夠把復方藥物設計成隔室型、多層性以及殼-核型，通過制備各種結構包含多種活性成分，獲得具有特定藥代動力學特性的產品，有助于實現患者個體化用藥的同時，在很大程度上提高患者，尤其是多種慢性疾病患者服藥的順應性。Khaled等 采用擠出打印技術制備出了包含 5 種活性藥物成分及兩種釋放機制的復方制劑。此外，該課題組還制備了包含硝苯地平、卡托普利和格列吡嗪3種活性藥物成分的復方制劑，其中硝苯地平和格列吡嗪以藥物擴散和凝膠骨架溶蝕機制呈現一級釋放動力學，而卡托普利以滲透泵機制呈現零級釋放動力學。Goyanes、Scoutaris 等課題組相應采用3D打印技術制備出不同的復方藥物。Goyanes 等課題組以對乙酰氨基酚和咖啡因為模型藥物，以PVA為載體，采用熔融絲沉積成型技術制備了多層性、殼-核不同形式的復方制劑。

結語

總體來說，3D打印技術是綜合了控制技術、數字技術和信息技術等眾多技術的一種新型科技產物，發展前景也是無限的，然而我國的3D打印技術要落后于國外很多。我們堅信，通過我國3D技術研究以及應用水平的不斷提高，3D打印技術將會很快能夠打破這種落后的現狀，實現更加數字化、精密化，以適應我國的經濟發展需求。