将FFF3D打印与常规制造相结合制成的混合药物输送系统

在过去的几年中，研究表明3D打印在制造药物输送系统方面具有很大的潜力。现在，来自希腊塞萨洛尼基亚里斯多德大学和丹麦哥本哈根大学的一组研究人员发表了一篇论文，“利用融合长丝制造（FFF）技术制造混合药物传递系统”，概述了将FFF技术与传统制造形式相结合如何创建混合药物输送系统。本文探讨了已经用于实现混合药物印刷的各种技术以及未来的可能性，目的是扩大FFF在药物生产中的材料和应用。

摘要指出：“熔融长丝制造（FFF）对于活性药物化合物给药的潜力是开发复杂和定制的药物递送系统（DDS）的最新方法。然而，FFF技术的特征在于某些限制，这些限制与方法的性质有关，即原料的所需机械性能，以及所掺入的聚合物，赋形剂和活性化合物的热稳定性。因此，最近已经引入了混合DDS，以克服这些限制。”

该团队解释说，FFF3D打印非常适合创建具有特定属性的复杂DDS，例如提供定制药物释放的多层结构。

他们写道：“首款3D打印平板电脑（Spritam®，ApreciaPharmaceuticals）的商业发行，以及FFF在制药技术中的首次报道应用，刺激了全球学术界。”“这一发展进一步激励了使用FFF技术的新型药物输送配方方法的出现。从那时起，在FFF打印的DDS的开发过程中，已经报道了越来越多的可打印材料。但是，应该指出的是，与通过标准技术（例如制粒，压片，制粒，包衣）开发药物产品中使用的热塑性聚合物，赋形剂和API相比，该数字是中等的。”

但是，FFF在制药领域确实存在一些局限性，例如热降解，可口服摄入的材料很少以及缺乏工艺放大规模。您可以在下面看到一些现有的混合系统，这些系统可以帮助用户超越这些界限。

研究人员说：“这种混合的概念验证方法旨在解决FFF工艺的缺点，从而制造出具有增强功能特性的DDS。”

FFF3D打印可用于制造类似容器的形状，几种不同的填充配方可用于填充打印的胶囊。自动和手动方法均可用于完成填充过程。

“生产的混合DDS融合了两个制造方面的优势。例如，手动填充方法提供了在DDS中加入不耐热API的潜力，避免了在主要材料的HME和FFF处理过程中对敏感API产生不必要的热应力。“与此同时，这种方法提供了调整和严格调节API的目标投放和释放机制的可能性。漂浮系统是通过将FFF和片剂压缩相结合而开发的，展现出受控的药物释放。

研究人员概述了迄今为止创建的多种多样的多室药物递送装置，从装有栓剂剂型和自纳米乳化DDS的装置到载有药物的热熔挤出物，胶囊和片剂形状均可以用于执行靶向药物交付水凝胶和藻酸盐珠。可以通过用注射器替换打印头来修改双挤出机3D打印机，这可以实现自动填充过程。过去用于组织应用的模块化3D打印机用于执行药物胶囊的3D打印和用于向其填充具有独特释放曲线的药物的注射头。

为了制造载有药物的支架，最早使用3D打印的混合DDS之一与静电纺丝（ES）结合使用。

“ES工艺可廉价地生产各种直径的纤维，其最关键的优势是它们可以模拟细胞外基质。反过来，FFF不仅因为其快速的结构原型制作能力而且还具有物体的机械性能。因此，用3D打印的外层屏蔽了载药的静电纺丝移植物，以改善支架的机械性能和结构完整性。”

FFF3D打印也已用于注塑成型，以制造双层含双层药物的片剂，其中片剂的一小部分（包含可定制和个性化剂量的一种药物）被3D打印。将这部分放置在模具中，在该模具中制造带有非定制剂量的第二种药物的较大的片剂部分。为了安全起见，该技术还与喷墨打印配合使用，以创建带有QR码和数据矩阵的平板电脑。

研究人员写道：“增材制造可能在个性化临床试验和最终商业规模生产中起关键作用。”“由于中等温度下的热降解是大多数生物制剂甚至小分子的主要问题，因此开发能够有效传递这些分子的杂化DDS可能是一个合理的解决方案。分隔的混合DDS不仅可以个性化同一剂量单位中不同化合物的剂量，还可以个性化每种掺入药物的释放行为。”

他们得出的结论是，将FFF3D打印与其他常规技术相结合来制造混合DDS，通过将两者的优点结合在一起，同时有可能减少两者的局限性，在制药领域具有巨大的潜力。