3D打印技術(shù)在藥物制劑中的研究進(jìn)展

郭杰

（江蘇奧賽康藥業(yè)有限公司，江蘇 南京 211112）

一、概述

3D 打印技術(shù)有個(gè)早期的名字——快速成型機(jī)，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(gòu)造物體。3D打印機(jī)早在1985年左右就第一次問世了，經(jīng)過30多年的改進(jìn)發(fā)展，3D打印已廣泛應(yīng)用在各個(gè)鄰域。3D打印技術(shù)是通過實(shí)實(shí)在在的原料一層一層的堆疊上去，而傳統(tǒng)打印則多是通過靜電實(shí)現(xiàn)的，正是這種原理使傳統(tǒng)打印只能打印平面，3D打印正是這一技術(shù)的突破彌補(bǔ)了傳統(tǒng)打印的不足。在與計(jì)算機(jī)連接以后，通過各種的軟件，個(gè)人的審美，技術(shù)，以及精確的計(jì)算測(cè)量，組裝來實(shí)現(xiàn)模型的打印。將在計(jì)算機(jī)上成型的模型拷貝到3D打印機(jī)的磁卡中去就可以進(jìn)行 3D打印了。

二、3D打印技術(shù)操作具體步驟

一個(gè)重要的軟件叫Creo，它可以根據(jù)實(shí)際情況的尺寸來定，通過拉伸變換，鏡像，列陣，旋轉(zhuǎn)等方式實(shí)現(xiàn)三維的創(chuàng)造還可以鏤空，它的制作需要十足的耐心和精準(zhǔn)的測(cè)量，每個(gè)螺絲每個(gè)擋板每個(gè)角度都至關(guān)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(wǎng)上有很多3D 產(chǎn)品模型的網(wǎng)站，可以直接利用，種類和數(shù)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(tái)上將弦高和角度都改成最小值，即都輸入0，就會(huì)自動(dòng)生成最小值，再就要開始切片處理，什么是切片呢？很簡(jiǎn)單，就是把我們制作好的模型通過磁卡導(dǎo)入到kisslicer64中，這個(gè)軟件會(huì)幫助我們切好片，就像建筑設(shè)計(jì)師在實(shí)際開工前要測(cè)量樓高，磚高，來計(jì)算所需要的磚是多少一樣。經(jīng)過一段時(shí)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(jī)完成工作后，取出物體，如果要制作一個(gè)巨大的物體，通過各個(gè)零件的接拼就能較容易地實(shí)現(xiàn)。同時(shí)也可以將制作好的模型，與舵機(jī)，超聲波，主板，擴(kuò)展板等相結(jié)合，加上編程技術(shù)，便可以制成多功能的機(jī)器人。

三、3D打印技術(shù)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用

近年來，隨著3D技術(shù)逐漸應(yīng)用到我國的醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，從而使我們的醫(yī)療技術(shù)水平也得到了迅猛發(fā)展。例如：我們通過3D打印技術(shù)對(duì)病人的毛細(xì)血管進(jìn)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?nèi)说纳眢w能夠很好的進(jìn)行融合，通過3D技術(shù)對(duì)人身體里面壞死的血管進(jìn)行替換具有非常重要的應(yīng)用意義。此外，通過3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)人體中一些器官的有效結(jié)合，使得在進(jìn)行醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)研究中減少了動(dòng)物的死亡，進(jìn)而對(duì)我們自然環(huán)境的保護(hù)有著積極影響。

四、3D打印在制藥領(lǐng)域的應(yīng)用

隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展和成熟，這一新興的科技開始進(jìn)入醫(yī)藥領(lǐng)域。作為一個(gè)新的藥物制劑技術(shù)，在許多藥物新劑型中應(yīng)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(yōu)點(diǎn)，傳統(tǒng)方法制備出的產(chǎn)品往往難以同時(shí)滿足迅速崩解、溶出和機(jī)械性能良好的要求。美國Aprecia公司的3D打印技術(shù)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(gè)應(yīng)用3D打印技術(shù)生產(chǎn)的藥品，用于治療成人或兒童患者的部分性癲癇發(fā)作、肌陣攣發(fā)作以及原發(fā)性全身癲癇發(fā)作，該產(chǎn)品內(nèi)部孔隙率較大，少量水即可使之在很短的時(shí)間內(nèi)崩解并迅速起效。Deng 等課題組用粉液三維打印技術(shù)制備了對(duì)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(shù)，對(duì)于長(zhǎng)期服藥的慢性病患者可明顯提高其服藥的順應(yīng)性，并且能夠使血藥濃度平穩(wěn)，避免峰谷現(xiàn)象，有利于減少藥物的不良反應(yīng)。3D打印可以通過概念打印參數(shù)調(diào)節(jié)藥物釋放。Rowe 等用粉液三維打印技術(shù)制備出了兩種脈沖制劑。Justyna等采用熔融絲沉積成型技術(shù)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(cè)定載藥百分比，再通過計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)打印參數(shù)和調(diào)節(jié)片劑三維尺寸等劑型參數(shù)，制備得到不同規(guī)格的片劑，采用流通池法測(cè)定不同規(guī)格片劑的體外溶出情況。

（三）復(fù)方制劑

3D打印能夠把復(fù)方藥物設(shè)計(jì)成隔室型、多層性以及殼-核型，通過制備各種結(jié)構(gòu)包含多種活性成分，獲得具有特定藥代動(dòng)力學(xué)特性的產(chǎn)品，有助于實(shí)現(xiàn)患者個(gè)體化用藥的同時(shí)，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(yīng)性。Khaled等 采用擠出打印技術(shù)制備出了包含 5 種活性藥物成分及兩種釋放機(jī)制的復(fù)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(fù)方制劑，其中硝苯地平和格列吡嗪以藥物擴(kuò)散和凝膠骨架溶蝕機(jī)制呈現(xiàn)一級(jí)釋放動(dòng)力學(xué)，而卡托普利以滲透泵機(jī)制呈現(xiàn)零級(jí)釋放動(dòng)力學(xué)。Goyanes、Scoutaris 等課題組相應(yīng)采用3D打印技術(shù)制備出不同的復(fù)方藥物。Goyanes 等課題組以對(duì)乙酰氨基酚和咖啡因?yàn)槟Ｐ退幬铮訮VA為載體，采用熔融絲沉積成型技術(shù)制備了多層性、殼-核不同形式的復(fù)方制劑。

結(jié)語

總體來說，3D打印技術(shù)是綜合了控制技術(shù)、數(shù)字技術(shù)和信息技術(shù)等眾多技術(shù)的一種新型科技產(chǎn)物，發(fā)展前景也是無限的，然而我國的3D打印技術(shù)要落后于國外很多。我們堅(jiān)信，通過我國3D技術(shù)研究以及應(yīng)用水平的不斷提高，3D打印技術(shù)將會(huì)很快能夠打破這種落后的現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)更加數(shù)字化、精密化，以適應(yīng)我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求。