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人工智能小组使用新策略开发3D打印药丸
2023-05-31浏览量:90评论数:
来自德国萨尔布吕肯马克斯普朗克信息学研究所和加州大学戴维斯分校的一组科学家开发了一种新的3D打印药丸工艺,可以以预定速度释放药物。

在最近发表的一篇由马克斯普朗克研究所的 Vahid Babaei 博士和加州大学戴维斯分校的 Julian Panetta 教授领导的研究论文中,该团队展示了如何通过3D打印具有特定形状的药丸来确定它们在人体内的溶解速度。

几何形状比静脉输液等其他定时给药方法更容易控制。 因此,鉴于控制患者药物水平的重要性,据称这种新方法在制药行业具有巨大潜力。 除了制药,催化体和粗颗粒肥料的生产也被指出是潜在的应用。

“我相信定点医疗、个性化医疗即将到来,而3D打印将发挥重要作用,”马克斯普朗克信息学研究所人工智能辅助设计与制造组研究组组长 Babaei 博士评论道。


3D打印的药丸

逆向设计策略研究之先河


研究人员在测试和评估这一新工艺时结合了先进的计算方法、数学建模和基于 FDM 的3D打印技术。

研究团队对通过拓扑优化开发的设计进行了仿真。 然后反转正向模拟以找到具有特定溶解特性的特定形状。 然后,实际实验证实了这些关于溶解的预测。 研究团队表示,他们是第一个利用逆向设计策略从基于拓扑优化的释放行为中找到所需形状的人。

在进行实验时,研究人员首先使用0.2毫米喷嘴的FDM 3D打印机3D打印所需组件。

打印完成后,将部件放入蒸馏水中。 然后使用摄像系统测量碎片溶解的速度。 虽然通常使用替代的、高成本的专业设备来测量溶出率,但这里使用了基于图像的系统,因为它对科学家来说设置起来更快、更简单。

最终,测得的释放曲线非常接近所需值。 这验证了逆向设计策略的预测,并确认特定形状可用于确定药物的特定释放速率。

虽然研究团队尚未量化这种新药丸生产方法的总目标市场,但他们已经为他们的工作申请了专利。 Babaei 博士断言:“我们的团队非常关心将我们的研究付诸实践。” 事实上,该团队已经为激光行业启动了一个名为 Oraclase 的衍生项目。


一系列3D打印药丸设计,具有预选的药物释放机制

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