用于药物挤压3D打印的聚合物:整体材料工艺视角GydF4y2Ba
三维(3D)打印技术作为一种先进的制造技术，正逐步在制药行业建立起来，以克服“一刀切”的传统制造体制。使用3D打印，可以设计和开发复杂的剂型，可以调节药物释放。聚合物是3D打印所必需的关键材料。在所有3D打印工艺中，基于挤压(熔融沉积建模(FDM)和压力辅助微注射器(PAM))的3D打印在制药制造中得到了很好的研究。GydF4y2Ba
重要的是要理解哪种聚合物适用于基于挤出的药物的3D印刷以及它们的性质以及聚合物活性药物成分（API）组合的行为，影响印刷过程。特别是，了解剂量形式或印刷结构的成功3D印刷是必需的聚合物和API-聚合物混合物的流变学。本综述已经总结了一种全面材料 - 基于挤出基于3D印刷的聚合物的过程视角。GydF4y2Ba
这里的主要焦点将是FDM和PAM 3D打印过程。阐述了3D打印与传统直接压缩工艺的比较、流变学的必要性以及打印结构、药物和辅料所需的表征技术。本文还简要讨论了当前的技术挑战、监管方面以及技术发展的方向，特别是个性化药物和多药打印。GydF4y2Ba
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3.1。材料视角GydF4y2Ba
3.1.1。Carbopol.GydF4y2Ba®GydF4y2Ba
Carbopol.GydF4y2Ba®GydF4y2Ba均聚物是高分子量，交联的聚丙烯酸聚合物[78]。交联用烯丙基蔗糖或烯丙基季戊四醇进行。聚合物以乙酸乙酯或共溶剂乙酸乙酯/环己烷混合物合成。GydF4y2BaCarbopol.GydF4y2Ba®GydF4y2Ba971便士GydF4y2Ba和GydF4y2Ba974P.GydF4y2Ba适用于PAM 3D打印。Carbopol.GydF4y2Ba®GydF4y2Ba图971P是一种粘度为4000-11,000cp（0.5wt％悬浮液）的轻质交联聚合物，其将导致蜂蜜在半固体制剂中的流动[78,79]。它适用于延长/控制释放片剂，口服液体和悬浮液[79]。Carbopol.GydF4y2Ba®GydF4y2Ba974p是一种高度交联的聚合物，产生高粘度的凝胶[80]。粘度为0.5重量％的Carbopol悬浮液GydF4y2Ba®GydF4y2Ba974p是29,400-39,400 cp [78]。它适用于延长释放的片剂配方。GydF4y2Ba
3.1.2。乙基纤维素（EC）GydF4y2Ba
乙基纤维素(EC)通常作为聚合物用于制药，最近发现在3D打印制药。它是一种不溶于水的热塑性聚合物。这些与EC相关的特性被利用在它的使用GydF4y2BaFDM 3D打印GydF4y2Ba在制药行业。作为药物配方中的聚合物，常因其缓释能力而被使用[81]。EC必须经过某种形式的样品制备，如在丙酮中溶解或加入增塑剂，才能用于FDM印刷[82]。GydF4y2Ba
3.1.3。eudragit.GydF4y2Ba®GydF4y2Ba
eudragit.GydF4y2Ba®GydF4y2Ba聚合物GydF4y2Ba是一套合成聚甲基丙烯酸酯，用于制药药物配方。它们是不可生物降解、不可吸收、无毒的无定形聚合物[83]。根据GydF4y2BaevonikGydF4y2Ba，所有Eudragit聚合物具有热塑性性质，低玻璃化转变温度（在9℃和> 150℃之间，高温性和与API和其他赋形剂的高溶解性[83,84]。因此，它们适用于热熔挤出。改变聚合物上的功能组决定了它最适合的药物释放的类型。例如，Eudragit E系列是用于立即释放药物。eudragit.GydF4y2Ba®GydF4y2BaE系列适用于胃液，因为它在pH值较低至pH-5时可溶解。eudragit.GydF4y2Ba®GydF4y2BaL和S系列显示药物制剂的延迟释放。L和S系列在pH中变化。eudragit.GydF4y2Ba®GydF4y2BaRL和EUDRAGIT.GydF4y2Ba®GydF4y2BaRS用于时间控制的释放目的。这些系列不溶于pH无关肿胀[84]。eudragit.GydF4y2Ba®GydF4y2BaRL渗透率高，euragit渗透率高GydF4y2Ba®GydF4y2BaRS的渗透率低。将该系列结合在一起，使药物具有定制的时间控制释放特性。虽然在与增塑剂一起使用时，它已经成功地与FDM方法一起用于制备即时释放片剂，但3D打印过程不可靠，喷嘴经常堵塞[85]。GydF4y2Ba
3.1.4。羟丙基纤维素(HPC)GydF4y2Ba
羟丙基纤维素(HPC)GydF4y2Ba是一种柔韧的水溶性聚合物。HPC由单体组成，该单体由具有多个羟丙基取代基的葡萄糖分子组成。HPC以不同的粘度等级可用，适用于配制具有不同释放型材的药物。过热和温度的快速变化大大影响了HPC的稳定性及其粘度。HPC在-25℃至0°C的范围内具有低玻璃化转变温度，因为水分从约10％变化约为1％左右[86]。它具有高热稳定性，使其适用于需要熔化和挤出的工艺。随着温度的增加，HPC的粘度降低，这又增加了所选API的释放速率。与其低分子量对应物相比，高分子量HPC表现出适合于控制释放基质的高溶胀性[87]。GydF4y2Ba
3.1.5。羟丙基甲基纤维素（HPMC）GydF4y2Ba
羟丙基甲基纤维素（HPMC）GydF4y2Ba是一种可膨胀的水溶性聚合物，可增强药物中有效成分的缓释能力[88]。HPMC的高溶胀性对药物的释放动力学有重要影响[89]。HPMC E5用于速溶片剂，适用于PAM印花法[11]。在高紫外线照射下，HPMC保持稳定[90]。玻璃化温度(GydF4y2BaT.GydF4y2BaGGydF4y2Ba）HPMC是170-198°C [91]。当在某些温度高于时，由HPMC组成的水溶液将凝胶从溶液中凝胶。热凝胶化可能会影响到3D印刷方面的药物稳定性。GydF4y2Ba
3.1.6。聚已酸内酯(PCL)GydF4y2Ba
聚己内酯(PCL)是一种半结晶的生物相容性聚酯，熔点为55-60°CGydF4y2BaT.GydF4y2BaGGydF4y2Ba−54°C(92、93)。它具有很强的有机溶解度。由于其在体内降解极低，因此可用于长期植入物输送装置[92,94]。PCL常与PLLA共混或共聚合(GydF4y2BaL.GydF4y2Ba- 乳酸）），PDLLA（PLLA和PDLA的外消旋混合物（poly（GydF4y2BaD.GydF4y2Ba-乳酸)，PLGA聚(乳酸)GydF4y2BaCO.GydF4y2Ba-乙醇酸)等，以改善聚合物的侵蚀[94]。PCL由于其低拉伸强度(~0.023 GPa)和高断裂伸长率(4700%)而被认为是一种良好的弹性生物材料[95]。GydF4y2Ba
3.1.7。聚乳酸（PLA）GydF4y2Ba
聚乳酸（PLA）是一种不溶性合成的可生物降解的聚合物[96,97]。它是最广泛的研究和使用的可生物降解的脂族聚酯。PLA是一种热塑性，高强度和高模量聚合物[93,98]。它是无毒的，因为它的单体可以由糖的发酵制成。PLA包封药物的药物释放可以通过操纵PLA结晶度和机械稳定性来影响[98]。PLA是一种非常脆性的材料，突破的伸长率小于10％，这限制了其在较高应力水平下需要塑性变形的应用中的应用[98]。PLA有四种形式，因为它具有手性分子。其中包括PLLA和PDLLA对药物应用有前途。PLLA的熔化温度约为175°C，aGydF4y2BaT.GydF4y2BaGGydF4y2Ba60-65°C，机械强度4.8 GPa;而PDLLA则略低GydF4y2BaT.GydF4y2BaGGydF4y2Ba55-60°C和机械强度为1.9 gpa [94]。PLA可以持续高达3小时的酸，这更适合需要延迟释放的药物[99]。GydF4y2Ba
3.1.8。聚乙烯醇（PVA）GydF4y2Ba
聚乙烯醇(PVA)GydF4y2Ba是一种生物相容性，可溶胀的水溶性合成聚合物[100,101]。它也是一种热塑性聚合物[62]，表现出aGydF4y2BaT.GydF4y2BaGGydF4y2Ba85℃，熔点范围为180（部分水解）至228℃（完全水解），以及从3.4MPa·s至52MPa·s的部分水解粘度[11,52]。它广泛用于FDM [102]。PVA适用于立即释放片剂，因为它溶解在盐酸中更容易溶解[99]。然而，如果胶囊被设计为延迟释放的一系列同心圆，则可以使用PVA实现控制释放。GydF4y2Ba
3.1.9。聚乙烯吡咯烷酮（PVP）GydF4y2Ba
聚乙烯吡咯烷酮（PVP）GydF4y2Ba为水溶性聚合物[53]。它也能在其他有机溶剂中溶解。PVP的溶解度是由其化学结构决定的，其中表现出亲水和疏水成分[104]。这种化学结构还能产生PVP的氢键。氢键引起相互作用，形成与低分子量化合物的配合物。的GydF4y2BaT.GydF4y2BaGGydF4y2BaPVP具有与其分子量的直接关系，它达到约175℃的平台，其对应于分子量为100,000 [104]。GydF4y2Ba
3.1.10。聚（乙二醇）（PEG）GydF4y2Ba
钉子GydF4y2Ba是一种水溶性，生物相容性和两亲性聚合物，其衍生物用于各种应用。PEG也称为聚环氧乙烷（PEO）或聚氧乙烯（POE），取决于其分子量[105]。具有Mw <100,000的聚合物通常称为钉，而较高的分子量聚合物被归类为PeOS [105]。PEGDA（PEG二丙烯酸酯）是一种聚乙二醇（PEG）的衍生物。为了产生PEGDA，将丙烯酸基团加入到PEG中的末端羟基端基团中。丙烯酸基团有助于其聚合过程，其中使用光聚合和其他技术[106]。由于交叉链接的形成，PEGDA具有比PEG更好的机械强度[94]。GydF4y2Ba
3.1.11。GydF4y2Basoluplus.GydF4y2Ba®GydF4y2Ba
soluplus.GydF4y2Ba®GydF4y2Ba是一种具有两亲性化学结构的聚合物增溶剂。它是由聚乙二醇、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇己内酰胺组成的接枝共聚物。GydF4y2Ba巴斯夫GydF4y2Ba设计了该共聚物以溶解通常可溶于差的API。它也非常适合HME，因为它GydF4y2BaT.GydF4y2BaGGydF4y2Ba约70℃和低吸湿性[107]。GydF4y2Ba
总之，所有可用的聚合物都是根据水溶性和药物释放类型进行分类的，如图5a所示。图5b显示了它们对FDM或PAM 3D打印过程的适用性。GydF4y2Ba
文章信息：Azad，M.A;奥拉威，d .;kimbell，g .;Badruddoza，A.Z.M;Hossain，M.S;Sultana，T。用于药品的挤出3D印刷的聚合物：全面材料 - 过程视角。GydF4y2Ba制药学GydF4y2Ba2020.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba12.GydF4y2Ba，124. https://doi.org/10.3390/pharmaceutics12020124GydF4y2Ba
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