《制药工程原理与设备》课程教学课件（讲稿）6.4 3D打印技术

药物制利工艺与设备 3D打印技术 王萌

药物制剂工艺与设备 3D打印技术 王萌

3D打印是20世纪80年代开始兴起的一项制造技术，它是 通过计算机辅助设计软件将二维图像如X射线成像、核磁 共振成像、计算机断层成像等转换成三维数据，再通过特 定的成型设备，将粉末、液体或者丝状材料通过层叠方式 打印成所需的三维产品

3D 打印是20世纪80年代开始兴起的一项制造技术，它是 通过计算机辅助设计软件将二维图像如X 射线成像、核磁 共振成像、计算机断层成像等转换成三维数据， 再通过特 定的成型设备，将粉末、液体或者丝状材料通过层叠方式 打印成所需的三维产品

中文名：三维打印、增材制造 外文名：3 D printing(3DP) 诞生时间：1986年 发明人：查克·赫尔(Chuck Hull) 运用材料：可粘合材料（粉末状金属、塑料等） 基础：数字模型 方式：逐层打印

发展历程 美国科学家Charles Hull开发了第一台商业3D印刷 1986年 机 1993年 麻省理工学院获3D印刷技术专利。 市场上首个高清晰彩色3D打印机Spectrum Z510研 2005年 制成功。 2010年 世界上第一辆由3D打印机打印而成的汽车问世

南安普敦大学的工程师们开发出世界上第一架3D 2011年 打印的飞机。 2012年 苏格兰科学家利用人体细胞首次用3D打印机打印 出人造肝脏组织。 俄罗斯字航员利用国际空间站上的3D生物打印 2018年 机，在零重力下打印出了实验鼠的甲状腺。 以色列特拉维夫大学研究人员以病人自身的组织 2019年 为原材料，3D打印出全球首颗“完整”心脏

3D打印的优势 (1)能够制备具有复杂结构的制剂产品（高孔隙率的速溶 制剂，具有多层次梯度浓度释放调节剂的缓释控释制剂， 复杂形状的制剂)； (2)有利于实现个性化药品的生产； (3)实现应急按需打印。 2015年3D打印技术制备的左乙拉西坦速溶片获美国FDA批 准上市

3D打印的优势 （1）能够制备具有复杂结构的制剂产品（高孔隙率的速溶 制剂，具有多层次梯度浓度释放调节剂的缓释控释制剂， 复杂形状的制剂）; （2）有利于实现个性化药品的生产； （3）实现应急按需打印。 2015年3D打印技术制备的左乙拉西坦速溶片获美国FDA批 准上市

3D打印技术通常在温和条件下进行，主要包括液粉打印技 术、熔融沉积成型技术和挤出打印技术。 X-Y移动 打印头 粉末 铺粉器 粘合剂液滴 产品 液粉打印流程

3D打印技术通常在温和条件下进行，主要包括液粉打印技 术、熔融沉积成型技术和挤出打印技术。 液粉打印流程

目前用于制备药物制剂的3D打印设备主要有液粉打印、挤 出打印和熔融挤出成型设备。 1、液粉打印 主要由打印头、铺粉器、工作台等组成，打印时按照“分 层制造，逐层叠加”的原理制备所需的产品。打印流程是 先通过铺粉器将粉末铺散在工作台上，再由打印头按照截 面轮廓数据和计算机设计的路径与速度滴加药液或黏合剂， 对粉末进行粘结，干燥固化后，工作台下移并重复以上过 程，直至形成目标产品形状

目前用于制备药物制剂的3D打印设备主要有液粉打印、挤 出打印和熔融挤出成型设备。 1、液粉打印 主要由打印头、铺粉器、工作台等组成，打印时按照“分 层制造，逐层叠加”的原理制备所需的产品。打印流程是 先通过铺粉器将粉末铺散在工作台上，再由打印头按照截 面轮廓数据和计算机设计的路径与速度滴加药液或黏合剂， 对粉末进行粘结 ，干燥固化后，工作台下移并重复以上过 程，直至形成目标产品形状

粉末物料 粘合剂溶液 打印头放大 液滴 打印头 第一层粉末 粘合剂滴加至目标区域 粘结粉未形成产品形状 饲粉器 铺粉器 高度调节装置 液粉打印工艺示意图

液粉打印工艺示意图

2、挤出打印技术 将原辅料粉末和黏合剂混匀，制成软材，加入到成型设备 的打印头中，按照计算机设计的处方量和路径挤出在平台 上，最后经干燥获得所需产品

2、挤出打印技术 将原辅料粉末和黏合剂混匀，制成软材，加入到成型设备 的打印头中，按照计算机设计的处方量和路径挤出在平台 上，最后经干燥获得所需产品