综述：通过3D打印实现自乳化药物递送系统（SEDDS）的结构性工程：综合综述

《International Journal of Pharmaceutics: X》：Structured engineering of self-emulsifying drug delivery systems (SEDDS) via 3D printing: Comprehensive review

3D打印技术（FDM、SSE、DoD）与自乳化制剂（SEDDS）结合为个性化药物递送提供了新途径，通过精确控制药物释放和结构设计，解决了传统SEDDS的稳定性、剂量控制等问题，但面临材料兼容性、打印精度和监管挑战。

　　### 3D打印与自乳化药物传递系统（SEDDS）的结合：推动个性化药物制剂的新策略

自乳化药物传递系统（SEDDS）与三维打印（3DP）技术的结合，为个性化药物制剂的开发提供了一种创新且具有前景的策略。这种结合不仅能够实现对药物制剂结构的精确控制，还能够优化药物释放动力学和个性化治疗方案的定制化，从而为传统制药方法带来独特的变革优势。当前的研究表明，通过3DP技术，可以将液态SEDDS转化为固态形式，这种转变为解决SEDDS在实际应用中遇到的诸多问题提供了新的思路。

SEDDS本质上是由油、表面活性剂和共溶剂组成的均质混合物，能够在水性介质中自发形成细小的油包水（o/w）乳剂。其独特之处在于，它能够提升水溶性差药物的口服生物利用度，同时避免了传统药物传递系统在药物释放、稳定性、存储和运输等方面存在的缺陷。然而，液态SEDDS在实际应用中仍面临诸多挑战，如化学稳定性差、携带不便、剂量波动、胶囊壳软化和泄漏、稀释过程中的药物沉淀、高表面活性剂含量导致的胃肠道刺激以及缺乏体外评估模型。这些问题限制了SEDDS在临床应用中的广泛推广，因此，将SEDDS转化为固态形式成为一种重要的研究方向。

将SEDDS转化为固态形式（S-SEDDS）能够有效提升其稳定性，延长胃肠道停留时间，实现更精准的剂量控制，并减少药物沉淀和药物释放的不确定性。然而，传统固态化方法，如喷雾干燥、物理吸附、冷冻干燥和熔融挤出等，通常需要大量固体载体材料，这可能会影响药物的生物利用度和制剂的稳定性。因此，探索无需大量固体载体的新型方法，如3DP技术，成为解决这一问题的关键。

3DP技术通过逐层沉积材料，能够实现对药物制剂结构的高度定制化。这种方法不仅能够精确控制药物释放速率，还能够根据患者的个体需求设计药物释放模式，从而提高治疗效果和患者依从性。此外，3DP技术还能够实现对药物释放行为的个性化调整，例如通过改变药物载体的比例、制剂的结构设计以及打印参数的优化，实现对药物释放行为的精准调控。这一特性在需要同时管理多种药物的多药治疗（polypharmacy）中尤为重要，因为它可以减少患者服用药物的次数，提高治疗的便利性和依从性。

在当前的研究中，3DP技术被应用于多种SEDDS固态化方法，包括熔融沉积成型（FDM）、半固态挤出（SSE）和按需喷射（DoD）。这些技术各有其独特的优势和局限性，例如FDM技术成本低廉、操作简便，但可能不适合热敏感药物的加工；而SSE和DoD技术则能够处理热敏感材料，但对材料的流变学特性和打印精度有较高要求。通过合理选择3DP技术，可以实现对SEDDS固态化过程的优化，从而提升药物的生物利用度和制剂的稳定性。

### 3D打印技术的创新应用：从概念到实际

3D打印技术不仅改变了传统制药方法，还为药物传递系统的设计和制造带来了全新的可能性。例如，FDM技术已被用于制造具有多室结构的药物制剂，以实现对多种药物的同步或异步释放。这种设计能够满足特定患者群体的需求，如需要长期管理慢性疾病的患者或需要个性化剂量调整的特殊病例。此外，3D打印还能够制造具有特殊结构的药物载体，如空心胶囊、多孔矩阵和梯度系统，从而提升药物的吸收效率和释放控制能力。

在SEDDS的固态化过程中，3D打印技术的应用能够有效减少对固体载体的依赖，同时提升药物的稳定性和可加工性。例如，研究者通过将SEDDS与可打印的聚合物材料结合，开发出具有可控制药物释放特性的3D打印制剂。这些制剂不仅能够维持药物的物理化学特性，还能够根据患者的需求进行个性化调整，如改变药物的释放速率、剂量或释放时间。此外，3D打印还能够实现对药物制剂的结构优化，例如通过调整打印参数来控制药物释放的滞后时间，从而延长药物在体内的作用时间。

另一个重要的研究方向是利用3D打印技术开发具有智能响应特性的药物传递系统。例如，通过在制剂中引入刺激响应性材料，可以实现药物在特定环境条件下的释放，如pH响应型制剂或温度响应型制剂。这种技术不仅能够提升药物的靶向性，还能够优化药物的释放模式，从而提高治疗效果。此外，3D打印还能够实现对药物释放行为的实时监测，例如通过在制剂中嵌入传感器或纳米颗粒，以提供药物释放的动态信息，帮助医生更好地调整治疗方案。

### 3D打印技术的优势与局限性

尽管3D打印技术在SEDDS的固态化过程中展现出巨大的潜力，但它仍然面临诸多挑战。例如，材料的兼容性、打印过程的精确性以及制剂的稳定性是影响3D打印药物制剂性能的关键因素。此外，3D打印技术在大规模生产中的应用仍处于探索阶段，目前主要适用于个性化药物的定制化生产，而非传统的批量生产。这主要是由于3D打印的生产速度相对较慢，且对设备的精确性和维护要求较高。

在安全性和法规方面，3D打印药物制剂也面临挑战。尽管FDA已经批准了第一款3D打印药物（Spritam?），但目前尚缺乏针对3D打印药物制剂的统一标准和法规框架。此外，3D打印过程中可能会产生有害物质，如热敏材料在高温下的降解产物或喷雾过程中的微粒释放，这可能对患者和操作人员造成健康风险。因此，需要进一步优化打印材料和工艺，以确保药物制剂的安全性和有效性。

### 3D打印技术的未来发展方向

展望未来，3D打印技术在SEDDS领域的应用前景广阔。随着材料科学、打印技术和法规标准的不断进步，3D打印有望成为个性化药物制剂开发的重要工具。例如，新型打印材料的开发能够提升SEDDS的稳定性和可加工性，同时降低对固体载体的依赖。此外，智能材料和传感器技术的结合将为药物传递系统带来更高级的功能，如实时监测药物释放情况或根据患者的生理状态调整药物释放模式。

在实际应用中，3D打印技术还能够为特殊人群提供定制化的药物制剂，如儿童和老年人。儿童由于吞咽困难和对药物味道的敏感性，往往难以接受传统药物制剂。而3D打印能够制造出形状多样、口感良好的药物制剂，从而提高儿童的服药依从性。对于老年人，由于常常需要服用多种药物，3D打印技术能够制造出多药合一的药物制剂，减少服药次数，降低药物相互作用的风险。

### 3D打印在药物制剂中的经济与物流优势

从经济和物流角度来看，3D打印技术能够显著降低药物生产和运输的成本。传统的集中式制药模式通常需要大量的原材料和复杂的加工流程，而3D打印技术则允许在靠近患者的地方进行药物的定制化生产，从而减少对大规模制药设施的依赖。这种分布式生产模式不仅能够提高药物的可及性，还能够减少药物运输过程中的损耗和成本。此外，3D打印技术还能够实现对药物的按需生产，从而减少库存压力和浪费，提升制药的可持续性。

在资源匮乏或紧急情况下，如自然灾害或战场环境，3D打印技术能够提供一种快速、灵活的药物生产方案。通过在本地进行药物的打印和制备，可以有效应对突发的医疗需求，提高药物的供应效率。这种技术在偏远地区、医疗资源有限的地区以及太空探索等特殊场景中具有重要的应用价值。

### 结论

综上所述，3D打印技术与SEDDS的结合为个性化药物制剂的开发提供了全新的可能性。尽管目前3D打印在SEDDS领域的应用仍处于探索阶段，但其在药物释放控制、制剂个性化设计、多药协同治疗以及分布式生产等方面展现出显著的优势。未来，随着技术的不断进步和法规的逐步完善，3D打印有望成为推动个性化药物制剂发展的重要工具，为患者提供更加精准、高效的治疗方案。