《Journal of Drug Delivery Science and Technology》：3D Printing of Spray-Dried Extracts: An Additive Manufacturing Approach to Plant-Based Solid Dosage Forms
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植物源材料常表现出较差的流动性和可压性，使其转化为固体剂型复杂化。本初步研究探讨了化学复杂的番樱桃属单花种（Eugenia uniflora）与石榴（Punica granatum）喷雾干燥提取物能否通过半固态挤出（SSE）3D打印加工，以及提取物身份与制造路
植物源材料常表现出较差的流动性和可压性，使其转化为固体剂型复杂化。本初步研究探讨了化学复杂的番樱桃属单花种（Eugenia uniflora）与石榴（Punica granatum）喷雾干燥提取物能否通过半固态挤出（SSE）3D打印加工，以及提取物身份与制造路径如何影响最终产品属性。为此，研究人员将打印单元与名义组成匹配的经湿法制粒后压缩所得片剂进行比较，以表征各工艺相关的机械、崩解和标记物溶出行为。经糊剂筛选后，23全因子设计确定羧甲基淀粉钠（SSG）、填充式顶/底层以及24 °C干燥的组合为两种提取物在机械强度与崩解间提供最有利平衡的条件。在选定几何结构下，打印单元重701–751 mg，而常规冲头设计的压缩片剂重501–502 mg，所有处方脆碎度均低于1%。打印单元对P. granatum（44.2 ± 2.95 vs 31.3 ± 4.27 N）和E. uniflora（57.4 ± 4.05 vs 30.8 ± 2.80 N）均需比压缩片剂更高的破碎力，同时伴随更长崩解时间和更慢的初始标记物溶出。打印P. granatum单元在30 min内接近完全标记物溶出，而打印E. uniflora单元达约75–80%。这些发现提供初步证据：SSE可将复杂植物提取物加工为机械抗性固体形式。然而，提取物依赖性差异表明，充分利用SSE的设计与剂量灵活性需根据所纳入植物基质组成及预期产品性能进行处方与工艺优化。
研究背景方面，药物递送系统对可变形状、剂量和尺寸的需求持续增长，增材制造（AM，即3D打印）成为灵活策略。在多种3D打印技术中，半固态挤出（SSE）因在温和条件下处理糊剂或凝胶、避免丝材制备、容纳高活性载量及几何定制而受关注。但植物提取物（包括喷雾干燥粉）常因流动性差、可压性低和高吸湿性难以直接压片，湿法制粒可缓解部分限制却仍难兼顾机械强度与崩解溶出，且SSE用于化学复杂植物提取物的研究相对不足，亦缺乏与组成匹配传统片剂的直击比较。为此，研究人员选择化学表征成熟的番樱桃属单花种（Eugenia uniflora）与石榴（Punica granatum）叶喷雾干燥提取物（分别以myricitrin和granatins A/B为标记物），假设SSE打印与压缩的不同固结机制将导致不同产品属性且效应随提取物复杂度变化，旨在建立SSE可打印处方平台并比较制造路径影响。该文发表于《Journal of Drug Delivery Science and Technology》。
主要关键技术方法上，研究人员从巴西伯南布哥州采集两种植物叶，经40 °C强制通风干燥、粉碎后分别以50%和40%乙醇涡轮提取，再经迷你喷雾干燥器（入口150 °C）得喷雾干燥提取物（SDEEu、SDEPg）。SSE糊剂以乳糖、甘油、Kollicoat? IR、5% Soluplus?水溶液为基底，纳入20% w/w提取物，经预筛选用PF4.2.1体系；采用23全因子设计考察崩解剂类型（SSG vs CCS）、顶/底层构型（实心F3D vs 空心H3D）和干燥温度（24 vs 40 °C）对硬度和崩解时间的影响。打印用Bioender Termo SSE生物打印机、0.84 mm内径针头、层高0.60 mm、速度14.85 mm·s-1、40%矩形填充。对照片剂以相同名义组成经湿法制粒（5% Soluplus?溶液）后用12 mm冲头约24.5 kN压缩制得。表征涵盖SEM、称重、硬度、脆碎度、USP崩解、HPLC标记物含量均匀性（AV按USP<905>算）及pH 6.8磷酸盐缓冲液桨法溶出。
研究结果部分，3.1定义糊剂处方中，预筛显示高微晶纤维素（MCC）或粉末状PVA体系（PF2、PF3）不能形成连续可挤糊剂，而高乳糖+低MCC或Kollicoat? IR（PF1、PF4）改善均质性；用水或90%乙醇作润湿液出现干燥开裂，换5% Soluplus?液得PF1.2/PF4.2，纳入SDEEu后PF4.2.1最优——挤出丝 cohesion好、层间黏附清晰、干燥翘曲小。其湿态尺寸长/宽/厚为17.29±0.29/10.46±0.40/4.91±0.40 mm（相对CAD偏差+1.69%/+16.22%/+40.38%），干燥后降至16.67±0.98/9.80±0.86/4.13±0.20 mm，长度无显著差异，宽厚仍偏大，干燥致长/宽/厚分别缩减3.56%/6.07%/15.25%，体现沿构建方向各向异性收缩。ATR-FTIR与DSC-TGA兼容性评估显示提取物与乳糖/Kollicoat? IR/Soluplus?间无新键形成，主要为物理混合与氢键作用，热事件呈加和性。
3.2处方优化中，23因子设计Pareto分析表明对两种提取物硬度影响最大均为顶/底层构型（X2），F3D高于H3D；SDEPg硬度受X1（SSG>CCS）、X2、X3（24 °C>40 °C）三主效应显著且无交互，SDEEu硬度另含X2×X3与X1×X3交互。崩解时间上H3D快于F3D，CCS快于SSG；SDEPg受三主效应及X1×X2、X1×X3显著影响，SDEEu以X1、X2为主效且X3经交互起作用（含三阶交互）。权衡后与SDEPg在SSG-F3D-24 °C下硬度35.3±2.0 N、崩解10.80±0.35 min，SDEEu下49.2±3.6 N、崩解11.60±1.78 min，选SSG-F3D-24 °C为共同折中条件。最终优化糊剂组成为乳糖68%、提取物20%、SSG 5%、Kollicoat? IR 2%、甘油5%、5% w/v Soluplus?液为黏合剂。
糊剂性质测试显示两糊剂均剪切变稀且有滞后环（触变性），SDEEu-P表观黏度全程高于SDEPg-P；跨桥测试与方/圆/三角形打印证明PF4.2.1几何保真可接受。XRD显示提取物为非晶宽晕、打印后无新结晶峰。表征结果显示：打印单元重701–751 mg（片剂501–502 mg），脆碎度<1%；硬度打印单元显著高于片剂（P. granatum 44.2±2.95 vs 31.3±4.27 N，E. uniflora 57.4±4.05 vs 30.8±2.80 N）；崩解时间打印单元更长；溶出效率（DE0–30）打印P. granatum近30 min完全溶出，打印E. uniflora约75–80%，初始溶出慢于片剂；含量均匀性AV均<15.0。
讨论与结论翻译部分，研究人员指出SSE通过不同固结机制（层间聚合物桥连与干燥收缩）赋予打印单元更高机械强度但延缓崩解与初始溶出，该效应具提取物依赖性：E. uniflora酚类基质对干燥温度-构型耦合更敏感，P. granatum响应更趋加和。SSG较CCS提升层间凝聚力故硬度更高，CCS靠芯吸加快崩解；F3D实心表层作为结构帽提高抗裂性，H3D开口加速介质渗入。24 °C缓干促进连续固结，40 °C易生微孔缺陷。结论为：SSE能将上述化学复杂喷雾干燥植物提取物转化为机械抗性固体剂型，但提取物身份与制造路径共同决定产品属性；要充分释放SSE在剂量/几何/性能上的灵活性，须按植物基质组成与预期表现做处方工艺定制。该研究为植物基3D打印剂型提供了初步方法与比较基准。
