供稿人：杨尚元、贺健康 供稿单位：西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室 发布日期：2023-02-07
选择性激光烧结(SLS)是一种基于使用激光辐射的选择性粉末融合的逐层制造技术。SLS技术应用于各种粉末(如金属、陶瓷和塑料)，在工业生产中发展迅速，在个性化生物医学领域显示出巨大的应用潜力。理论上，加热后粘结在一起的粉末应该符合SLS打印的条件。然而，由于对药物的成形性、稳定性和溶出度的苛刻要求，使用药物聚合物作为SLS材料来生产药物载药制剂更加复杂。药物聚合物中光吸收剂的量不足会导致不完全烧结，而过量的光吸收剂会产生烧焦的粉末，此外除粉末的组成外，粉末性质也会影响最终产品的质量及释放行为。为了合理设计和精确调控口服固体制剂的释放，需要进一步研究模型设计和烧结参数对SLS烧结适用性和药物溶解度的影响。
针对上述问题，浙江工业大学药学院的研究人员深入研究了添加剂、印刷参数和模型设计对外观和药物溶出度的影响，制备了布洛芬速释片和酒石酸美托洛尔缓释片，并且还制备了具有3.5 mm缓释包衣厚度的印刷储库型片剂且具有良好的外观，并允许12 h的缓释。结果表明，SLS技术在制备具有速释和缓释特性的个性化口服制剂方面具有广阔的前景。
具有可调节释放性的外壳片结构是溶解度可调药物的必备条件之一，研究人员通过逐层设计的方法，将2D圆模型用作外壳片的顶部和底部，而2D环模型用作侧壁(图1a)。并且，使用软件调整打印参数，使用自制的粉床设置层高。使用相同或不同的2D结构逐层烧结3D打印件(图1b)。
图 1 溶解度可调的片剂制造示意图。(a)使用Screve V3.0软件逐层设计高度为4 mm、直径为10 mm的壳片模型。壳片的顶部和底部采用2D圆形模型，侧壁采用2D环形模型，并对2D结构重复烧结8次即可制得片剂。(b)使用相同或不同的2D结构逐层烧结3D打印件。
研究者实现了一种药物释放时间可调(3min-12h)的片剂，以满足不同使用环境的需求(图2)。分析了不同层厚对速释效果及缓释效果的影响，确定了速释型药片的外壳片厚度(1.5mm)及缓释型药片的外壳厚度(3.5mm),并且通过实验确定了速释改性剂(羧甲基淀粉钠)的浓度对速释片药物溶出度的影响及缓释改性剂(羟丙基甲基纤维素) 的浓度对速释片药物溶出度的影响。并且制造出的片剂在溶液中浸泡了12小时后，片剂保持完好，外壳中的羟丙基甲基纤维素在介质中缓慢膨胀和侵蚀，起到了储液片的缓释药物的作用。
图 2 速释及缓释型药物外壳片厚度及浓度选择。(a)厚度小于0.5mm时，强度差，厚度从1.5mm增加到3.5 mm时，印刷的片剂的强度有所提高，但药物的溶出速度变慢，最终选择速释片厚度为1.5mm。(b)速释改性剂(羧甲基淀粉钠)的浓度为10%时药物释放速度最快。(c)外壳厚度从1.5 mm增加到4.5 mm时，缓释效果最好，包衣厚度为3.5 mm时，缓释效果最好。(d)当羟丙基甲基纤维素浓度从15%增加到45%时，印刷适宜性降低，药物溶出延迟。采用25%浓度的印制片剂具有良好的外观和缓释性能。(e)缓释片剂在溶液中浸泡12小时后，仍然保持完好。
尽管该研究成功地制备了载药量高达90%的速释片和溶出度可调的缓释片，表明SLS技术在制备个性化口腔制剂方面具有广阔的应用前景。但为了保证生产质量应进一步研究粉末特性(即颗粒大小、流动性、体积密度和可压缩性)和激光能量均匀性。