用于藥物輸送系統(tǒng)的3D打印無增塑劑親水基質(zhì)

來源：廣西增材制造協(xié)會

國際研究人員一直在進(jìn)行與3D打印藥物相關(guān)的非常重要的工作，他們的研究結(jié)果在最近發(fā)表的“無增塑劑3D打印親水基質(zhì)：定量3D表面紋理、機(jī)械、溶脹、侵蝕、藥物釋放和藥代動力學(xué)研究�！彼麄冄芯康闹攸c是羥丙基甲基纖維素（HPMC），一種親水性聚合物，可能具有制造基質(zhì)片劑的巨大潛力。在這里，研究小組分析了不含增塑劑的3D打印親水基質(zhì)和載藥細(xì)絲，檢測了它們在體外和體內(nèi)應(yīng)用中的性能水平。

雖然全球的制藥公司可能已經(jīng)能夠以適當(dāng)?shù)膭┝亢托螤钪圃焖幬�，有時可以負(fù)擔(dān)得起3D打印它們，它們可以為患者提供未來的可能性，并通過患者特異性治療。這已經(jīng)在FDA批準(zhǔn)Spritam（第一種3D打印癲癇藥物）的情況下得到了證明。

本研究中使用的不同羥丙基甲基纖維素（HPMC）等級的規(guī)格

“雖然目前的方法很常見且具有成本效益，但它們幾乎沒有提供個性化和按需制造的機(jī)會，因為電腦的尺寸、形狀和劑量的變化需要在每個制造步驟進(jìn)行改造并對壓片機(jī)進(jìn)行改造，”“因此，需要一種能夠生產(chǎn)具有各種強(qiáng)度的劑型的技術(shù)，例如3D打印，以實現(xiàn)個體的個性化治療需求�！�

以前的研究人員已經(jīng)嘗試使用各種不同的細(xì)絲，以及不同的復(fù)合材料和硬件來制造3D打印藥物。聚合物是這類藥物的極其常見的選擇，其中使用增塑劑等組合使擠出更容易。然而，這些添加可能會對藥物吸收產(chǎn)生負(fù)面影響。對于通過FDM進(jìn)行3D打印，材料必須堅固且“機(jī)械強(qiáng)度”足以承受制造過程。可能會出現(xiàn)縫線問題，以及孔隙率過高的問題。為了彌補(bǔ)以前已知的障礙，研究小組避免使用增塑劑。他們還使用壓汞孔隙率測定法和白光光學(xué)輪廓測定法測試和評估表面紋理。

“Glipizide是一種治療2型糖尿病的磺酰脲類抗糖尿病藥物，被用作模型藥物。格列吡嗪是一種弱酸（pKa = 5.9），幾乎不溶于水和酸，具有高滲透性（生物藥劑學(xué)分類系統(tǒng)，BCS II），”研究人員說�！八�似乎是一種有效的胰島素促分泌劑，其在單次口服給藥后1-3小時內(nèi)達(dá)到峰值血漿濃度，消除半衰期為約2-4小時。這種快速吸收的藥物具有快速消除率和短半衰期，使其成為考慮持續(xù)給藥的合適候選藥物。”

研究團(tuán)隊成功地在不使用增塑劑的情況下對HPMC材料進(jìn)行3D打印。

（a）熱熔擠出長絲和（b）3D打印親水基質(zhì)。

“總體而言，格列吡嗪和載藥HPMC細(xì)絲的XRD光譜與DSC曲線一致，因此，兩種方法均顯示格列吡嗪具有晶體結(jié)構(gòu)，而HPMC和載藥細(xì)絲具有無定形性質(zhì)。研究人員表示，這可能會增強(qiáng)溶解，但可能對穩(wěn)定性產(chǎn)生負(fù)面影響。”

最終，加載的長絲確實產(chǎn)生3D打印的親水基質(zhì)，其厚度、直徑和重量都相似; 然而，3D打印表面被發(fā)現(xiàn)“相當(dāng)粗糙”。

3D打印親水基質(zhì)的幾何和形態(tài)特征（n = 5，標(biāo)準(zhǔn)偏差在括號中）。