综述：药物选择性激光烧结3D打印——热力学与温度依赖性分析视角

　　本综述推荐从热力学与温度依赖性分析视角，系统探讨药物选择性激光烧结（SLS）3D打印的技术挑战与前沿进展。文章强调需借鉴工业SLS的粉末设计理念（如API-辅料匹配）、拓展热分析技术（如快速差示量热法）、阐明固结机制，并开发专用新型载体，以推动个性化药物制剂（如口服固体制剂）的精准制造。

　　

温度依赖性粉末流变学特性

粉末作为固-气-液三相体系，其流动特性受温度、湿度及静电等因素显著影响。在选择性激光烧结（SLS）过程中，粉末的流变学行为直接决定铺粉均匀性与最终制剂质量。研究表明，高温环境下粉末颗粒间摩擦力和机械啮合作用增强，可能导致流动性下降，而激光能量吸收效率亦与粉末光学特性（如反射率、吸收率）密切相关。

聚合物的热力学特性

聚合物载体（如聚酰胺PA12、PA11）的链状分子结构使其对温度变化高度敏感。玻璃化转变温度（T_g）和熔融温度（T_m）是决定SLS加工窗口的关键参数。通过差示扫描量热法（DSC）、热台显微镜（HSM）及介电热分析（DETA）等技术，可精准表征聚合物在升温过程中的相变行为，为优化激光能量密度提供理论依据。

烧结过程与粉末固结机制

激光扫描速度与粉末床温度分布的实时监测是理解烧结机制的核心挑战。高速热成像技术揭示，激光与粉末相互作用时局部温度可达数百摄氏度，导致颗粒部分熔融或完全熔化，冷却后形成异质微观结构（含熔融区与未熔融区）。该过程易引发药物活性成分（API）的无定形化或降解，需通过调控激光功率与扫描策略避免。

药物递送系统的SLS制备

SLS技术适用于口服速释片、调释制剂等多类型药物制剂生产。其核心优势在于直接使用粉末物料，避免传统减材工艺的浪费。然而，药用粉末多为API-聚合物-填充剂的物理混合物（PMs），需满足生物相容性标准，且各组分热力学性质（如比热容、导热系数）需高度匹配。目前研究集中于无定形固体分散体（ASD）的形成机制及打印制剂（printlets）的理化性质调控。

药学SLS的研究挑战与方向

现有药学SLS研究缺乏系统性温度依赖性与热分析数据，仅药物无定形化领域有较深入探索。未来需重点突破：

1. 1.
   针对SLS工艺特性设计专用粉末（如优化API-辅料组合）；
2. 2.
   扩展热分析技术应用（如快速DSC、热视觉分析）；
3. 3.
   阐明粉末再利用对制剂质量的影响；
4. 4.
   开发新型药用载体材料。
   由于药物配方的复杂性，难以制定通用SLS打印指南，需结合具体API特性定制工艺参数。

结论

SLS 3D打印技术通过层状粉末选择性熔融构建三维结构，其与传统粉末压片工艺的本质差异在于长时间预热与激光瞬时加热的耦合作用。药学应用需深度融合材料科学、热力学与制剂学原理，推动个性化药物制造的精准化与标准化。

资助与利益声明

本研究由波兰国家科学中心（项目编号2022/45/B/NZ7/04081）资助，作者声明无利益冲突。