巴基斯坦使用3D打印優化可控制劑量的抗生素片劑

巴基斯坦研究人員使用FDM 3D打印技術制造了具有不同填充百分比的藥片(如圖)。圖片來自《未來醫學》雜志。
3D打印的抗生素應用
抗生素是臨床醫生與病原體抗爭和管理重大疾病的重要武器,具有增強患者護理甚至降低死亡率的潛力。采用最佳劑量方法對于獲得這些益處以及抑制耐藥性病原體的發展至關重要。
理想情況下,這些藥物的劑量應根據患者情況定制,并針對特定疾病,以避免過量或不足的風險。盡管目前這在商業上不可行,但制藥公司正越來越多地轉向替代制造方法來開發可定制劑量的片劑。
使用3D打印來生產藥物的優勢在于,它允許以逐層方式構建不同的幾何結構,并且在數字模型的指導下,可以控制劑量的釋放。其他研究人員已經對3D打印測試了多種AM方法,但是巴基斯坦團隊選擇了FDM,因為它具有準確性,適應性和成本效益。此外,FDM簡化了開發過程并提高了劑型的內置質量,使其成為生產定制藥物遞送系統的誘人技術。
該團隊使用FDM 3D打印,試圖控制廣譜抗生素鹽酸環丙沙星(ciprofloxacin-HCl)的劑量。該藥對復雜的尿液,嚴重的下呼吸道,膽囊和腹腔內感染均有效。但是,為了有效抵抗這些疾病,每個患者的合適劑量將取決于疾病的進展程度以及年齡和體重等因素。此外,該藥的強度變化很少,只能在市場上買到,并且在醫院環境下進行批量購買既不可行也不經濟。結果,研究小組開始開發具有不同劑量的環丙沙星鹽酸鹽片,以優化其對多種感染的功效,并使之可針對每個患者進行定制。

研究小組發現,填充量為25%的片劑的機械強度為340至400N,而更高百分比的片劑的機械強度接近495N。圖片來自《未來醫學》雜志。
制作3D打印的片劑
由于其熔點在190至210°C之間相對較低,使用聚乙烯醇(PVA)生物相容性和水溶性聚合物制成了這種片劑。通過熱熔擠出(HME)技術使用Makerbot 3D打印機,以特定強度復制環丙沙星-HCl片劑。將聚合物熔體通過1.75 mm的圓形模具擠出,并引導到傳送帶上進行冷卻并確保直徑均勻。然后將擠出的長絲儲存在氣密容器中,總共制成八種配方,每批含50%強度的環丙沙星-HC,濃度為5%至20%(w / w)。
對擠出的長絲進行機械測試,以檢查其相對于藥物載量和組成的可印刷性,并將藥物與市售藥物進行比較。結果表明,將藥物比例提高到15%或以上會導致機械強度較弱的細絲,這些細絲無法通過FDM工藝輕松印刷。另一方面,藥物比例在10%或以下的長絲更堅固,可以成功制造。這是由于必須使用MakerBot 3D打印機才能使用直徑為1.75毫米的細絲,以便達到所需的3D打印精度水平。
至關重要的是,該團隊發現可以通過更改打印參數來更改溶解模式,并且可以成功地以25%,50%,75%和100%的填充百分比來打印片劑。此外,雖然填充百分比的增加可以預料到片劑的重量增加,但片劑的大小幾乎保持不變。這些藥物還顯示出高再現性和對處理時的破壞的抵抗力,對于25%的片劑,其機械強度為340至400N,對于更高百分比的片劑,其機械強度接近495N。
雖然觀察到25%的填充片劑在4小時內可完全釋放藥物,但50%,75%和100%的片劑在初次破裂后顯示出較慢的釋放。這表明,隨著填充率的提高,藥物的釋放速度可能會減慢。在低(25%)聚合物填充片劑的情況下,由于其設計,由于片劑結構中存在通道,因此溶解也很快。隨著更多的表面積暴露于溶出介質,藥物釋放主要取決于溶出度。
研究小組得出結論,FDM 3D打印可以有效地用于定制環丙沙星鹽酸鹽,并具有定制的口服劑量。通過調整打印參數來調整釋放方式,并通過降低片劑的填充百分比來獲得快速的藥物釋放。 3D打印的這一進步不僅可以使片劑具有特定于患者的劑量,而且可以提高危重患者的生存率。
研究團隊說:“這項工作對于優化抗生素劑量具有潛在意義,這反過來又可以提高臨床效果。該領域的進一步發展和成熟將使這一有前途的舉動成為生產個性化藥物的可靠方法。”
添加劑應用中使用的片劑
在過去的幾年中,已經利用3D打印來生產藥片來對抗各種不同的疾病。例如,來自倫敦大學學院(UCL)的一組研究人員使用3D打印創建了具有抗酒精和防止濫用作用的阿片類藥物(曲馬多)。研究人員制造了這種藥片來應對因高強度止痛藥處方過量而引起的日益嚴重的阿片類藥物濫用全球健康危機。
全球制藥公司默克公司與EOS集團旗下的AMCM合作,該公司生產定制的增材制造機器,使用粉末床融合技術開發和生產3D打印片劑。這種合作關系被視為“朝著行業數字化邁出的一步。”
英國3D打印制藥公司FabRx使用3D打印為患有罕見代謝紊亂,楓糖漿尿病(MSUD)的兒童開發個性化藥物。 FabRx的3D打印咀嚼片稱為“ Printlets”,為定制量身定制的治療劑量提供了一種快速,自動化的替代方法。
中國3D打印網編譯文章!
(責任編輯:admin)