综述：3D和4D技术在药物递送领域的应用研究进展

这篇综述系统阐述了3D打印（AM）和4D打印技术在制药领域的革命性应用。通过文献挖掘发现，2009-2024年间相关研究暴增200倍，重点分析了立体光刻（SLA）、喷墨打印等技术在纳米颗粒、复合药片等剂型中的创新应用，同时指出成本效益和生物等效性（BE）仍是待突破的瓶颈。4D打印在药物功能性和精准递送方面展现出更优潜力。

　　

从静态到动态的制药革命

3D打印（又称增材制造，AM）技术正将个性化医疗从概念转化为现实。通过PubMed、Elsevier等数据库的文献挖掘显示，2009至2024年间该领域研究文献数量激增200余倍，印证了这项技术的爆发式发展。目前主流技术包括立体光刻（SLA）、喷嘴沉积、喷墨打印和选择性激光烧结（SLS），它们通过分层堆叠材料的方式，实现了传统工艺难以企及的复杂药物结构制造。

技术优势与剂型创新

与传统压片工艺相比，3D打印展现出三大核心优势：材料利用率提升90%的可持续性、可构建内部多孔结构的灵活性，以及单批次生产成本降低35%的经济性。研究人员已成功将该技术应用于四大类剂型开发：

1. 纳米颗粒（50-200nm）的精准控释系统

2. 含5种活性成分的复合药片（polypill）

3. 具有梯度释放特性的口腔崩解片

4. 可生物降解的皮下植入剂

4D打印的智能进化

在3D打印基础上引入时间维度的4D打印技术，通过温敏水凝胶等智能材料，实现了药物在体内的三种动态响应：

• pH值触发的肠道特异性释放

• 体温激活的缓释曲线调节

• 酶响应型肿瘤靶向递送

  动物实验显示，4D打印的载药支架在病灶部位的药物浓度较传统制剂提高2.3倍。

挑战与未来方向

尽管前景广阔，该技术仍面临三重挑战：

1. 生物等效性（BE）验证体系尚未建立

2. 生产设备成本高达$200,000/台

3. 监管框架滞后于技术发展

   值得关注的是，2023年FDA批准的全球首款3D打印癫痫药物，其溶出度变异系数（CV）较标准产品降低12%，为行业树立了新标杆。

结语

从静态制造到动态响应的技术跃迁中，3D/4D打印正在重塑制药行业格局。随着可打印材料库的扩充和人工智能建模技术的引入，未来五年或将见证首批商业化4D打印抗癌药物的诞生。