一种采用3D打印技术制备得到的抗癌药物及方法技术

本发明专利技术公开了一种采用3D打印技术制备得到的抗癌药物及方法。本发明专利技术通过将抗癌药物、高分子材料和药物辅料混合均匀，得到的混合物通过挤出机挤出，得到含药物线材；利用计算机设计软件设计抗癌药物的结构模型，保存为能供3D打印机识别的文件格式，再将文件导入3D打印机中，采用分层软件进行分层处理；将高分子材料和前面得到的含药物线材分别导入3D打印机中，选定药物结构模型，设定打印精度、速率以及温度，得到3D打印的抗癌药物。该方法方便快捷，操作简单，可根据天气和气候的变化设计药片的大小、形状和材料的特点，制造不同尺寸和形状的药片，可以更为有效地提高药物的利用率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于抗癌药物制备
，具体涉及一种采用3D打印技术制备得到的抗癌药物及方法。
技术介绍
3D打印技术是目前逐渐热门兴起的一种快速成型技术，是一种绿色化桌面快速成形技术，其基本原理是以高分子材料为基材，采用熔融堆积成型或熔融沉积成型技术，通过逐层打印方式完成物体对构造和形成。热塑性丝状高分子材料在熔融状态下，被连续挤出，凝固后形成轮廓状薄层，逐层叠加最终形成产品，能在精确定位下逐层堆积构建各种三维物体。3D打印技术在生物医药领域应用前景巨大，其所具有的快速性、准确性及擅长制作复杂形状、颜色实体的特性使它在生物医学领域有着非常广泛的应用前景。目前，医院使用的化学药、生物药、中成药制剂均采用批量生产，形貌单一，而且在复合性、缓释性等方面没有什么特别突出的表现。专利201610053263.8阐述了一种利用药粉粉末及特定粘结剂来通过3D打印技术制备特定配方药物颗粒的制作方法，虽然在结构的特异性和药物的多重性上有一定的突破，但是基于粉末粘结技术的3D打印技术在缓释性结构的制备，以及不同材料的复合药物制备(如双喷头，甚至多喷头进行不同材料的复合打印来制备药物)上具有较大的局限性，故而需要用通过基于熔融堆积成型的3D打印技术来对该方法做更进一步的补充和完善。
技术实现思路
本专利技术的首要目的在于针对现有技术的不足，提供一种采用3D打印技术制备抗癌药物的方法。本专利技术的另一目的在于提供通过上述方法得到的抗癌药物。采用3D打印技术制备的抗癌药物，该药物是根据实际需要药品的形状和大小个性化设计的，具有长效缓释作用。本专利技术目的通过如下技术方案实现：一种采用3D打印技术制备抗癌药物的方法，包括以下步骤：(1)将抗癌药物、高分子材料和药物辅料混合均匀，得到混合物；(2)将步骤(1)得到的混合物通过挤出机挤出，得到含药物线材；(3)利用计算机设计软件设计抗癌药物的结构模型，保存为能供3D打印机识别的文件格式，再将文件导入3D打印机中，采用分层软件进行分层处理；(4)将高分子材料和步骤(2)制备的含药物线材分别导入3D打印机中，选定药物结构模型，设定打印精度、速率以及温度，得到3D打印的抗癌药物。步骤(1)中所述的混合物中各成分按质量百分比计如下：抗癌药物1～5％、高分子材料95～98.9％，药物辅料0.1～1％；优选为抗癌药物1～4.8％、高分子材料95.1～98.9％，药物辅料0.1％。步骤(1)中所述的抗癌药物为抗癌药物晶体。所述的抗癌药物晶体的晶体熔点为50～220℃；优选为205～213℃。所述的抗癌药物包含西药和植物类抗肿瘤类药中的一种或两种以上。所述的西药抗肿瘤药物包括：阿霉素、依托泊苷、环磷酰胺、氟脲嘧啶、白消安、博来霉素、环磷酰胺、长春花碱、吉西他滨、甲氨蝶呤、卡铂、卡培他滨、洛莫司汀、羟基脲、顺铂、丝裂霉素和吉非替尼。所述的植物类抗肿瘤类药物包括：紫杉醇、多西他赛、长春瑞滨、榄香烯、羟基喜树碱、消癌平片和肝复乐片等。所述的药物辅料优选为γ-聚谷氨酸苄酯。步骤(1)中所述的混合为采用物理机械搅拌混合。所述的混合为使用混料机进行混合。所述的混合的条件优选为100rpm的转速混合10～15min。步骤(1)中所述的高分子材料为生物可降解高分子材料。所述的高分子材料为壳聚糖、硅胶、琼脂、聚乳酸(PLA)、聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)、聚己内酯(PCL)和聚羟基脂肪酸酯(PHA)中的一种或两种以上；优选为聚乳酸。步骤(4)中所述的高分子材料为生物可降解高分子材料。所述的高分子材料为壳聚糖、硅胶、琼脂、聚乳酸(PLA)、聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)、聚己内酯(PCL)和聚羟基脂肪酸酯(PHA)中的一种或两种以上；优选为聚乳酸-羟基乙酸共聚物。步骤(2)中所述的挤出机为单螺杆挤出机或双螺杆挤出机。步骤(2)中得到所述的含药物线材的制备方法还包括以下步骤：从挤出机出来的熔融物进入冷却定型台冷却，得到成型丝状塑料；再进入风干机把水吹干；经过双向激光测径仪后送入牵引机；最后塑料丝进入力矩电机绕线得到线材成品。步骤(2)中所述的将步骤(1)得到的混合物通过挤出机挤出时，设置的挤出温度为100～200℃，主机转速为75～180rpm，孔径尺寸为1.75～5.0mm。所述的挤出机为单螺杆挤出机时，操作条件如下：机头一区170℃、机筒一区180℃、机筒二区178℃、机筒三区180℃；主机转速设置为180rpm。步骤(3)中所述的设计软件优选为AutoCAD3DMax2015软件。步骤(3)中所述的结构模型为椭圆体形、圆柱形、立方体、金字塔形、球形、或圆环形。所述的设计抗癌药物的结构模型中药物体积为200～600mm3；优选为310mm3。步骤(3)中所述的文件格式为STL格式。步骤(3)中所述的分层软件优选为ezlayout_reg1.26软件。步骤(4)中所述的3D打印机为快速熔融成型(FDM)3D打印机。步骤(4)中所述的打印的条件优选如下：精度为0.2mm，速率为40-450mm/s，打印头熔融温度为180-185℃；更优选如下：精度为0.2mm，速率为250mm/s，打印头熔融温度为185℃。步骤(4)中所述的3D打印的抗癌药物中的药物含量为0.5-50mg/g；优选为5～25mg/g。步骤(4)中所述的抗癌药物于干燥、无菌环境中保存。一种抗癌药物，通过上述采用3D打印技术制备抗癌药物的方法制备得到。与现有技术相比，本专利技术有如下优点和效果：(1)本专利技术中，具有缓释作用的抗癌药物通过3D快速成型技术制备而成，制备工艺方便快捷，操作简单，可根据天气和气候的变化设计药片的大小、形状和材料的特点，制造不同尺寸和形状的药片，可以更为有效地提高药物的利用率。(2)本专利技术使用生物可降解的高分子材料为载体，安全无毒，环保。(3)本专利技术可以通过结构设计的特异性来实现单一药物或者多种药物在同一药片进入人体后的不同时段的缓释效果，从而达到更好的治疗效果和体验。(4)本专利技术可以实现多重不同药物基体材料的复合使用，及不同载药耗材的复合使用，从而最终得到不同物理性能，不同药物释放效果的药物颗粒打印。附图说明图1为本专利技术设计的两种药物模型示范例示意图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1一种3D打印的抗癌药物，制备过程如下：(1)利用计算机辅助设计专用软件(AutoCAD3DMax2015)，设计出椭圆形多层状结构的药物颗粒模型(图1A)，体积为310mm3.把这个模型保存为STL格式文件，用分层软件(ezlayout_reg1.26)进行处理，最终处理得到最适合打印的文件，导入3D打印机(天威公司3D打印机CoLiDo X3045)中。(2)将2.5g阿霉素(武汉大华伟业医药化工(集团)有限公司生产，熔点205℃)药物晶体粉末与250g干燥后的聚乙烯醇颗粒(上海艾玛生物科技有限公司，SIGMA型号)及0.25g辅料γ-聚谷氨酸苄酯混合均匀，置于混料机设置100rpm运行15分钟；将混合均匀的物料投入到SJ单螺杆塑料挤出机中，单螺杆塑料挤出机的温度设置为：机头一区170℃、机筒一区180℃、机筒二区178℃、机筒三区180℃；主机转速设置为180rpm；从单螺杆塑料挤出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用3D打印技术制备抗癌药物的方法，其特征在于包括以下步骤：(1)将抗癌药物、高分子材料和药物辅料混合均匀，得到混合物；(2)将步骤(1)得到的混合物通过挤出机挤出，得到含药物线材；(3)利用计算机设计软件设计抗癌药物的结构模型，保存为能供3D打印机识别的文件格式，再将文件导入3D打印机中，采用分层软件进行分层处理；(4)将高分子材料和步骤(2)制备的含药物线材分别导入3D打印机中，选定药物结构模型，设定打印精度、速率以及温度，得到3D打印的抗癌药物。

【技术特征摘要】
1.一种采用3D打印技术制备抗癌药物的方法，其特征在于包括以下步骤：(1)将抗癌药物、高分子材料和药物辅料混合均匀，得到混合物；(2)将步骤(1)得到的混合物通过挤出机挤出，得到含药物线材；(3)利用计算机设计软件设计抗癌药物的结构模型，保存为能供3D打印机识别的文件格式，再将文件导入3D打印机中，采用分层软件进行分层处理；(4)将高分子材料和步骤(2)制备的含药物线材分别导入3D打印机中，选定药物结构模型，设定打印精度、速率以及温度，得到3D打印的抗癌药物。2.根据权利要求1所述采用3D打印技术制备抗癌药物的方法，其特征在于：步骤(1)中所述的混合物中各成分按质量百分比计如下：抗癌药物1～5％、高分子材料95～98.9％，药物辅料0.1～1％。3.根据权利要求1或2所述采用3D打印技术制备抗癌药物的方法，其特征在于：步骤(1)中所述的抗癌药物为抗癌药物晶体。4.根据权利要求3所述采用3D打印技术制备抗癌药物的方法，其特征在于：所述的抗癌药物晶体的晶体熔点为50～220℃。5.根据权利要求1所述采用3D打印技术制备抗癌药物的方法，其特征在于：所述的抗癌药物包含西药和植物类抗肿瘤类药中的一种或两种以上；所述的药物辅料为γ-聚谷氨酸苄酯；步骤(1)和步骤(4)中所述的高分子材料为生物可降解高分子材料。6.根据权利要求5所述采用3D打印技术制备抗癌药物的方法，其特征在于：所述的西药抗肿瘤药物包括：阿霉素、依托泊苷、环磷酰胺、氟脲嘧啶、白消安、博来霉素、环磷酰胺、长春花碱、吉西他滨、甲氨蝶呤、卡铂、卡培他滨、洛莫司汀、羟基脲、顺铂、丝裂霉素和吉非替尼；所述的植物类抗肿瘤类药物包括：紫杉醇、多西他赛、长春瑞滨、榄香烯、羟基喜树碱、消癌平片和肝复乐片；所述的高分子材料为壳聚糖、硅...

【专利技术属性】
技术研发人员：周武艺，胡洋，董先明，屈阳，麦卓贤，曹庆云，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44