医薬品製剤中の浸透を特性化するためのUVイメージング機能を備えた新規3Dプリント拡散セルの設計と開発

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Eur J Pharm Biopharm.2020 Jul;152:202-209. S0939-6411(20)30141-7. doi: 10.1016/j.ejpb.2020.05.013.Epub 2020-05-19.

医薬品製剤中の浸透を特性化するためのUVイメージング機能を備えた新規3Dプリント拡散セルの設計と開発

Design and development of a novel fused filament fabrication (FFF) 3D printed diffusion cell with UV imaging capabilities to characterise permeation in pharmaceutical formulations.

Zayeem Fazili
Adam Ward
Karl Walton
Liam Blunt
Kofi Asare-Addo

PMID: 32442737 DOI: 10.1016/j.ejpb.2020.05.013.

抄録

本研究では、溶融フィラメント製造（FFF）法を用いたUVイメージングが可能な新しい3Dプリント拡散セルの設計と開発を目的としています。UVイメージングは、剤形の溶解挙動、本質的な溶解速度や薬物の沈殿プロセスを含む様々な現象への洞察を与える薬剤学の分野で非常に汎用性が高いことが証明されています。撮像領域に石英を用いたポリ乳酸（PLA）フィラメントを用いて、フランツセルに似せた3Dプリント拡散セルの印刷に成功しました。モデルイブプロフェン（IBU）ゲル製剤は、3Dプリントされたドナーコンパートメントを通して投与形態を導入することによって試験された。皮膚ミミック（シリコーン膜）を介して浸透した薬物濃度は、3Dプリントされた受容体コンパートメントからリアルタイムでUVイメージングを使用して決定されました。結果は、新しい拡散セル内でのIBUゲルの浸透のUVイメージングに成功したことを示しており、フランツセルテストに必要なHPLCプロセスのような更なる分析テストが不要になる可能性があり、コストを削減することができました。3Dプリントプロセスで使用されるフィラメントと薬物との間に潜在的な相互作用があることから、このコンセプトは商業化に向けて進めることができるが、3Dプリントプロセスで使用されるフィラメントの選択には注意が必要であることが示唆されている。

The present work aimed at designing and developing a novel 3D printed diffusion cell capable of UV imaging using the fused filament fabrication (FFF) method. UV imaging has proven to be very versatile in the area of pharmaceutics giving insights into various phenomena including the dissolution behaviour of dosage forms, intrinsic dissolution rates and the drug precipitation processes. A 3D printed diffusion cell in the similitude of a Franz cell was successfully printed using polylactic acid (PLA) filaments equipped with quartz for the imaging area. A model ibuprofen (IBU) gel formulation was tested by introducing the dosage form through the 3D printed donor compartment. The drug concentration permeated through the skin mimic (silicone membrane) was determined from the 3D printed receptor compartment using UV imaging in real-time. The results showed successful UV imaging of the permeation of IBU gel in the novel diffusion cell potentially negating further analytical testing such as the HPLC process required for Franz cell tests thereby reducing costs. Potential interactions between the drug and filament used in the 3D printed process suggests although this concept can be moved towards commercialisation, care should be taken with choice of filament used in the 3D printing process.