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、機械、溶脹、侵蝕、藥物釋放和藥代動力學研究?！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?shù)膭┝亢托螤钪圃焖幬?，有時可以負擔得起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行改造并對壓片機進行改造，”“因此，需要一種能夠生產(chǎn)具有各種強度的劑型的技術(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絲，以及不同的復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)生負面影響。對于通過FDM進行3D打印，材料必須堅固且“機械強度”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（生物藥劑學分類系統(tǒng)，BCS II），”研究人員說。“它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?！?br />
研究團隊成功地在不使用增塑劑的情況下對HPMC材料進行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和載藥細絲具有無定形性質(zhì)。研究人員表示，這可能會增強溶解，但可能對穩(wěn)定性產(chǎn)生負面影響?！?br />
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)“相當粗糙”。

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