CN111110564A - 一种基于3d打印的多腔药囊及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于3D打印的多腔药囊及其制备方法，涉及口服药技术领域，其技术方案要点是：包括厚度不同的药囊盖、药囊体和药囊底部；药囊盖内侧壁设有第一内螺纹；药囊体外壁顶端设有第一外螺纹；药囊体外侧壁底端设有第二外螺纹；药囊底部内壁顶端设有第二内螺纹；药囊体的内部设有至少两个腔室。其制备方法包括以下步骤：1)打印材料准备；2)多腔药囊结构设计；3)采用3D打印机进行打印。使药物能够在不同的时间阶段进行薄膜消化，达到不同药物的阶段治疗，既能够避免患者遗忘及吃错药的问题，又能保证药物的合理使用，避免患者多次服用药物；同时，便于多种药物联合使用及每种药物的可控时间缓释，从而能够实现良好的药物治疗效果。
Description
技术领域
本发明涉及口服药技术领域，更具体地说，它涉及一种基于3D打印的多腔药囊及其制备方法。
背景技术
口服给药法是指药物经口服后被胃肠道吸收入血，通过血液循环到达局部或全身组织，达到治疗疾病的目的。口服药可因剂型不同而影响其生物利用度，胃排空的快慢和胃酸浓度等因素也可影响药物的吸收和利用。在药物传递领域，旨在研发出定制药物组合、药物剂量和释放动力学的多功能治疗系统已引起越来越多的关注，特别是个性化药物治疗能够提供的优势。
目前，针对老年患者、多发疾病患者的依从性及规范性问题，口服药物存在以下问题：1、口服多种药物无法做到完全合理服用(时间、剂量及多种共同服用的因素)；2、口服多种药物时可能无法做到按时按量，从而影响治疗效果；3、多种药物不同时段使用(饭前、饭后)时，容易存在遗忘和吃错的情况；4、多种药物共同使用，难以避免及降低其相互作用的影响。
3D打印作为一种制造技术在许多科技领域得到迅速发展，由于其操作简单、灵活性好、重复性高、适应面广等优点而得到药物制剂研发人员的重视，目前在速释制剂、缓控释制剂、植入剂和复方制剂等药物高端制剂中有较深入的研究和广泛的应用。
因此，为了解决目前口服药存在的上述问题，本发明旨在提供一种基于3D打印的多腔药囊及其制备方法，通过3D打印进行药物负载，能够通过不同材质及厚薄的药囊壁，达到不同时间阶段的薄膜消化，从而到达不同药物的阶段治疗，既能避免遗忘、吃错药问题，又可以保证药物的合理使用，避免多次服用；此外，可降解负载药囊不受口服液体影响，能够避免口服治疗效果不良因素。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于3D打印的多腔药囊及其制备方法，使药物能够在不同的时间阶段进行薄膜消化，达到不同药物的阶段治疗，既能够避免患者遗忘及吃错药的问题，又能保证药物的合理使用，避免患者多次服用药物；同时，便于多种药物联合使用及每种药物的可控时间缓释，从而能够实现良好的药物治疗效果。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种基于3D打印的多腔药囊，包括药囊盖、中空状的药囊体和中空状的药囊底部，所述药囊盖、药囊体和药囊底部的侧壁的厚度不同；所述药囊盖与药囊体顶部可拆卸密封连接，所述药囊体底端与药囊底部顶端可拆卸密封连接；所述药囊盖内侧壁设有第一内螺纹；所述药囊体外壁顶端设有与第一内螺纹相匹配的第一外螺纹；所述药囊体外侧壁底端设有第二外螺纹；所述药囊底部内壁顶端设有与第二外螺纹相匹配的第二内螺纹；所述药囊体的内部设有至少两个腔室。
通过采用上述技术方案，通过厚度不同的药囊盖、药囊体和药囊底部，便于构成外壁厚度不同的多腔药囊，从而便于多腔药囊内的药物能够在不同的时间阶段进行薄膜消化，达到不同药物的阶段治疗，既能够避免患者遗忘及吃错药的问题，又能保证药物的合理使用，避免患者多次服用药物；通过第一内螺纹和第一外螺纹，便于药囊盖与药囊体顶端之间的可拆卸密封连接；通过第二内螺纹和第二外螺纹，便于药囊体底端与药囊底部顶端的可拆卸密封连接；药囊体的内部至少两个腔室，便于多种药物联合使用及每种药物的可控时间缓释，从而能够实现良好的药物治疗效果。
本发明进一步设置为：所述药囊盖、药囊体和药囊底部的横截面均为圆形。
通过采用上述技术方案，药囊盖、药囊体和药囊底部的横截面均为圆形，能够使得含有相同剂量药物的多腔药囊的表面积最大，从而便于加快对药物的吸收；同时，药囊盖、药囊体和药囊底部的横截面均为圆形，便于患者吞咽。
本发明进一步设置为：所述药囊盖、药囊体和药囊底部的表面均为无棱角的圆弧过渡。
通过采用上述技术方案，药囊盖、药囊体和药囊底部的表面均为无棱角的圆弧过渡，便于防止多腔药囊损伤患者消化道。
本发明进一步设置为：所述药囊盖和药囊底部侧壁的厚度为1～3mm；所述药囊体侧壁的厚度为3～5mm。
通过采用上述技术方案，便于药囊盖、药囊体和药囊底部能够在不同的时间阶段进行薄膜消化，从而便于实现多腔药囊中药物的不同阶段治疗的目的。
本发明进一步设置为：所述药囊体内设有可将药囊体内腔分隔为多个腔室的隔离件。
通过采用上述技术方案，通过隔离件，便于将药囊体内腔分隔为多个腔室，从而便于实现药囊体内药物的不同阶段治疗及药囊体内不同药物的联合治疗。
本发明进一步设置为：所述药囊盖、药囊体和药囊底部由可降解天然材料或可降解人工高聚物材料制成。
通过采用上述技术方案，利用可降解天然材料或可降解人工高聚物材料作为药囊盖、药囊体和药囊底部，便于根据设计需要，采用单组分的可降解天然材料或可降解人工高聚物材料或选择多组分的复合材料制备多腔药囊，从而便于实现药囊不同载药释放时间。
本发明进一步设置为：所述可降解天然材料为蚕丝蛋白、壳聚糖等；所述可降解人工高聚物材料为PLA、PVA、PCL、PLGA、PEG等。
通过采用上述技术方案，蚕丝蛋白、壳聚糖等可降解天然材料降解速度快，便于根据需要制备降解速度快的多腔药囊；PLA(聚乳酸)、PVA(聚乙烯醇)、PCL(聚己内酯)、PLGA(聚乳酸-羟基乙酸共聚物)、PEG(聚乙二醇)等可降解人工高聚物材料降解速度较慢，且能够通过对人工高聚物进行化学修饰获得不同降解速度的材料，从而便于制备降解速度不同的药囊盖、药囊体和药囊底部，从而便于实现多腔药囊的不同阶段治疗。
一种基于3D打印的多腔药囊的制备方法，包括以下步骤：
1)打印材料准备，根据制备需求，选择蚕丝蛋白、壳聚糖等可降解天然材料或PLA、PVA、PCL、PLGA、PEG等可降解人工高聚物材料作为打印材料；
2)多腔药囊结构设计，根据设计需求，通过计算机辅助建模软件设计构成多腔药囊的药囊盖、药囊体和药囊底部的形状结构参数，保存为stl格式，并导入3D打印机软件；
3)3D打印，根据步骤2)设计的药囊盖、药囊体和药囊底部的形状结构参数，采用3D打印机分别打印得到构成多腔药囊的药囊盖、药囊体和药囊底部，通过将药囊盖、药囊体和药囊底部连接组装制得多腔药囊。
本发明进一步设置为：步骤3)中的3D打印机的打印温度根据步骤1)中选择的打印材料的热性能和机械性能进行设定，3D打印机的打印压强为0.2～0.5kpa，3D打印机的喷头的移动速度为5～25mm/s。
本发明进一步设置为：步骤2)中设计的药囊盖、药囊体和药囊底部的形状结构参数包括表面积、形状、大小和厚度。
综上所述，本发明具有以下有益效果：通过厚度不同的药囊盖、药囊体和药囊底部，便于构成外壁厚度不同的多腔药囊，从而便于多腔药囊内的药物能够在不同的时间阶段进行薄膜消化，达到不同药物的阶段治疗，既能够避免患者遗忘及吃错药的问题，又能保证药物的合理使用，避免患者多次服用药物；通过第一内螺纹和第一外螺纹，便于药囊盖与药囊体顶端之间的可拆卸密封连接；通过第二内螺纹和第二外螺纹，便于药囊体底端与药囊底部顶端的可拆卸密封连接；药囊体的内部至少两个腔室，便于多种药物联合使用及每种药物的可控时间缓释，从而能够实现良好的药物治疗效果。
附图说明
图1是本发明实施例1中的结构示意图；
图2是本发明实施例1中药囊体剖面结构示意图；
图3是本发明实施例2中的流程图。
图中：1、药囊盖；2、药囊体；3、药囊底部；4、第一内螺纹；5、第一外螺纹；6、第二内螺纹；7、第二外螺纹；8、隔离件。
具体实施方式
以下结合附图1-3对本发明作进一步详细说明。
实施例1：一种基于3D打印的多腔药囊，如图1和图2所示，包括药囊盖1、中空状的药囊体2和中空状的药囊底部3，药囊盖1、药囊体2和药囊底部3侧壁的厚度不同。药囊盖1与药囊体2顶部可拆卸密封连接，药囊体2底端与药囊底部3顶端可拆卸密封连接。药囊盖1内侧壁加工有第一内螺纹4。药囊体2外壁顶端加工有与第一内螺纹4相匹配的第一外螺纹5。药囊体2外壁底端加工有第二外螺纹7。药囊底部3内壁顶端加工有与第二外螺纹7相匹配的第二内螺纹6。药囊体2的内部至少有两个腔室。
在本实施例中，药囊体2的内部为两个腔室。通过厚度不同的药囊盖1、药囊体2和药囊底部3，便于构成外壁厚度不同的多腔药囊，从而便于多腔药囊内的药物能够在不同的时间阶段进行薄膜消化，达到不同药物的阶段治疗，既能够避免患者遗忘及吃错药的问题，又能保证药物的合理使用，避免患者多次服用药物。通过第一内螺纹4和第一外螺纹5，便于药囊盖1与药囊体2顶端之间的可拆卸密封连接。通过第二内螺纹6和第二外螺纹7，便于药囊体2底端与药囊底部3顶端的可拆卸密封连接。药囊体2的内部至少两个腔室，便于多种药物联合使用及每种药物的可控时间缓释，从而能够实现良好的药物治疗效果。
药囊盖1、药囊体2和药囊底部3的横截面均为圆形。
在本实施例中，药囊盖1、药囊体2和药囊底部3的横截面均为圆形，能够使得含有相同剂量药物的多腔药囊的表面积最大，从而便于加快对药物的吸收。同时，药囊盖1、药囊体2和药囊底部3的横截面均为圆形，便于患者吞咽。
药囊盖1、药囊体2和药囊底部3的表面均为无棱角的圆弧过渡。
在本实施例中，药囊盖1、药囊体2和药囊底部3的表面均为无棱角的圆弧过渡，便于防止多腔药囊损伤患者消化道。
药囊盖1和药囊底部3侧壁的厚度为1～3mm。药囊体2侧壁的厚度为3～5mm。
在本实施例中，便于药囊盖1、药囊体2和药囊底部3能够在不同的时间阶段进行薄膜消化，从而便于实现多腔药囊中药物的不同阶段治疗的目的。
药囊体2内设有可将药囊体2内腔分隔为多个腔室的隔离件8，隔离件8的形状根据药囊体2内部的腔室数目设置为不同的形状。
在本实施例中，隔离件8为与药囊体2内侧壁一体成型的横向隔板。通过隔离件8，便于将药囊体2内腔分隔为多个腔室，从而便于实现药囊体2内药物的不同阶段治疗及药囊体2内不同药物的联合治疗。
药囊盖1、药囊体2和药囊底部3由可降解天然材料或可降解人工高聚物材料制成。
在本实施例中，通过可降解天然材料或可降解人工高聚物材料作为药囊盖1、药囊体2和药囊底部3，便于根据设计需要，采用单组分的可降解天然材料或可降解人工高聚物材料或选择多组分的复合材料制备多腔药囊，从而便于实现药囊不同载药释放时间。
可降解天然材料为蚕丝蛋白、壳聚糖等。可降解人工高聚物材料为PLA、PVA、PCL、PLGA、PEG等。
在本实施例中，PLA为聚乳酸。PVA为聚乙烯醇。PEG为聚乙二醇。PCL为聚己内酯，其具备良好的生物降解性、生物相容性和无毒性，为制备可控时间缓释药物的良好材料。PLGA为聚乳酸(PLA)和聚乙醇酸(PGA)聚合而成的聚乳酸-乙醇，是一种重要的无毒性生物降解材料，具有男孩的生物相容性，可在生物体内外降解，被广泛用于药物缓释材料、植入材料和组织工程等医学高分子领域。蚕丝蛋白、壳聚糖等可降解天然材料降解速度快，便于根据需要制备降解速度快的多腔药囊。当需要制备降解速度较慢及不同降解速度的药囊盖1、药囊体2和药囊底部3时，选择PLA、PVA、PCL、PLGA、PEG等人工高聚物材料降解速度较慢，且能够通过对人工高聚物进行化学修饰获得不同降解速度的材料，从而便于制备降解速度不同的药囊盖1、药囊体2和药囊底部3，从而便于实现多腔药囊的不同阶段治疗。
实施例2：一种基于3D打印的多腔药囊的制备方法，如图3所示，包括以下步骤：
1)打印材料准备，根据制备需求，选择蚕丝蛋白、壳聚糖等可降解天然材料或PLA、PVA、PCL、PLGA、PEG等可降解人工高聚物材料作为打印材料。
2)多腔药囊结构设计，根据设计需求，通过计算机辅助建模软件设计构成多腔药囊的药囊盖1、药囊体2和药囊底部3的形状结构参数，保存为stl格式，并导入3D打印机软件。
3)3D打印，根据步骤2)设计的药囊盖1、药囊体2和药囊底部3的形状结构参数，采用3D打印机分别打印得到构成多腔药囊的药囊盖1、药囊体2和药囊底部3，通过将药囊盖1、药囊体2和药囊底部3连接组装制得多腔药囊。
步骤3)中的3D打印机的打印温度根据步骤1)中选择的打印材料的热性能和机械性能进行设定，3D打印机的打印压强为0.2～0.5kpa，3D打印机的喷头的移动速度为5～25mm/s。
步骤2)中设计的药囊盖1、药囊体2和药囊底部3的形状结构参数包括表面积、形状、大小和厚度。
工作原理：通过厚度不同的药囊盖1、药囊体2和药囊底部3，便于构成外壁厚度不同的多腔药囊，从而便于多腔药囊内的药物能够在不同的时间阶段进行薄膜消化，达到不同药物的阶段治疗，既能够避免患者遗忘及吃错药的问题，又能保证药物的合理使用，避免患者多次服用药物。通过第一内螺纹4和第一外螺纹5，便于药囊盖1与药囊体2顶端之间的可拆卸密封连接。通过第二内螺纹6和第二外螺纹7，便于药囊体2底端与药囊底部3顶端的可拆卸密封连接。药囊体2的内部至少两个腔室，便于多种药物联合使用及每种药物的可控时间缓释，从而能够实现良好的药物治疗效果。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (10)
1.一种基于3D打印的多腔药囊，其特征是：包括药囊盖(1)、中空状的药囊体(2)和中空状的药囊底部(3)，所述药囊盖(1)、药囊体(2)和药囊底部(3)的侧壁的厚度不同；所述药囊盖(1)与药囊体(2)顶部可拆卸密封连接，所述药囊体(2)底端与药囊底部(3)顶端可拆卸密封连接；所述药囊盖(1)内侧壁设有第一内螺纹(4)；所述药囊体(2)外壁顶端设有与第一内螺纹(4)相匹配的第一外螺纹(5)；所述药囊体(2)外侧壁底端设有第二外螺纹(7)；所述药囊底部(3)内壁顶端设有与第二外螺纹(7)相匹配的第二内螺纹(6)；所述药囊体(2)的内部设有至少两个腔室。
2.根据权利要求1所述的一种基于3D打印的多腔药囊，其特征是：所述药囊盖(1)、药囊体(2)和药囊底部(3)的横截面均为圆形。
3.根据权利要求1所述的一种基于3D打印的多腔药囊，其特征是：所述药囊盖(1)、药囊体(2)和药囊底部(3)的表面均为无棱角的圆弧过渡。
4.根据权利要求1所述的一种基于3D打印的多腔药囊，其特征是：所述药囊盖(1)和药囊底部(3)侧壁的厚度为1～3mm；所述药囊体(2)侧壁的厚度为3～5mm。
5.根据权利要求1所述的一种基于3D打印的多腔药囊，其特征是：所述药囊体(2)内设有可将药囊体(2)内腔分隔为多个腔室的隔离件(8)。
6.根据权利要求1所述的一种基于3D打印的多腔药囊，其特征是：所述药囊盖(1)、药囊体(2)和药囊底部(3)由可降解天然材料或可降解人工高聚物材料制成。
7.根据权利要求6所述的一种基于3D打印的多腔药囊，其特征是：所述可降解天然材料为蚕丝蛋白、壳聚糖等；所述可降解人工高聚物材料为PLA、PVA、PCL、PLGA、PEG等。
8.一种基于3D打印的多腔药囊的制备方法，其特征是：包括以下步骤：
1)打印材料准备，根据制备需求，选择蚕丝蛋白、壳聚糖等可降解天然材料或PLA、PVA、PCL、PLGA、PEG等可降解人工高聚物材料作为打印材料；
2)多腔药囊结构设计，根据设计需求，通过计算机辅助建模软件设计构成多腔药囊的药囊盖(1)、药囊体(2)和药囊底部(3)的形状结构参数，保存为stl格式，并导入3D打印机软件；
3)3D打印，根据步骤2)设计的药囊盖(1)、药囊体(2)和药囊底部(3)的形状结构参数，采用3D打印机分别打印得到构成多腔药囊的药囊盖(1)、药囊体(2)和药囊底部(3)，通过将药囊盖(1)、药囊体(2)和药囊底部(3)连接组装制得多腔药囊。
9.根据权利要求8所述的一种基于3D打印的多腔药囊的制备方法，其特征是：步骤3)中的3D打印机的打印温度根据步骤1)中选择的打印材料的热性能和机械性能进行设定，3D打印机的打印压强为0.2～0.5kpa，3D打印机的喷头的移动速度为5～25mm/s。
10.根据权利要求8所述的一种基于3D打印的多腔药囊的制备方法，其特征是：步骤2)中设计的药囊盖(1)、药囊体(2)和药囊底部(3)的形状结构参数包括表面积、形状、大小和厚度。
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2019
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