NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ IN 3D BÀO CHẾ VIÊN NỔI CHỨA 100 MG LEVODOPA VÀ 25MG CARBIDOPA

Nghiên cứu ứng dụng công nghệ in 3D bào chế viên nổi Levodopa/Carbidopa (100mg/25mg) giúp điều trị Parkinson hiệu quả. Tìm hiểu quy trình và kết quả nghiên cứu!

• Tác giả: Lê Khánh Huyền
• Người hướng dẫn: PGS. Võ Quốc Ánh
• Trường học: Trường Đại học Dược Hà Nội
• Chuyên ngành: Công nghệ dược phẩm và Bào chế thuốc
• Đề tài: Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ In 3D Bào Chế Viên Nổi Chứa 100 MG Levodopa Và 25MG Carbidopa
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng Quan Viên Nổi Levodopa Carbidopa in 3D cho Parkinson

Trong hơn một thập kỷ qua, nghiên cứu ứng dụng in 3D trong phát triển thuốc thu hút sự quan tâm lớn. Công nghệ này mở ra cơ hội sản xuất các dạng bào chế phức tạp, kết hợp nhiều dược chất, điều chỉnh liều và động học giải phóng, hướng đến điều trị cá nhân hóa. Số lượng công bố về ứng dụng công nghệ in 3D trong phát triển các dạng bào chế tăng mạnh, cho thấy tiềm năng phát triển lớn. Tuy nhiên, công nghệ này cũng đối mặt với thách thức về nâng quy mô sản xuất, kiểm soát chất lượng, quản lý sản xuất và vấn đề pháp lý. Levodopa, từ những năm 1960, vẫn là thuốc đầu tay điều trị bệnh Parkinson. Mức độ đáp ứng của levodopa khác nhau tùy cá thể và giai đoạn bệnh, do cửa sổ hấp thu hẹp và thời gian bán thải ngắn. Carbidopa ức chế enzym chuyển hóa, hạn chế phân hủy levodopa. Tăng thời gian lưu thuốc tại dạ dày và hạn chế phân hủy ngoại vi là giải pháp khắc phục nhược điểm của dược chất.

1.1. Dược Động Học và Đặc Tính của Levodopa và Carbidopa

Levodopa tồn tại ở dạng tinh thể hoặc bột kết tinh màu trắng hoặc trắng ngà, không mùi, không vị. Độ tan trong nước là 5,0 mg/ml ở 20oC, ổn định kém và dễ bị oxy hóa. Levodopa bị oxy hóa và sẫm màu nhanh khi tiếp xúc với ẩm. Màu thay đổi chứng tỏ thuốc đã mất tác dụng. Carbidopa tồn tại ở dạng bột trắng hoặc trắng ngà, hơi tan trong methanol, khó tan trong nước, và rất khó tan trong ethanol 96 % và bảo quản tránh ánh sáng. Levodopa được hấp thu nhanh ở ống tiêu hóa, chủ yếu là ở ruột non, rất ít ở dạ dày. Theo [4], thức ăn có nhiều protein sẽ làm giảm lượng levodopa hấp thu, thời gian bán thải của levodopa là từ 30 đến 60 phút.

1.2. Chỉ Định Liều Lượng và Cách Dùng Levodopa Carbidopa

Viên nén carbidopa - levodopa được chỉ định điều trị triệu chứng bệnh Parkinson, hội chứng Parkinson sau viêm não, nhiễm độc carbon monoxyd và mangan [4]. Dùng chế phẩm kết hợp cho phép uống liều levodopa thấp hơn. Trong điều trị lâu dài, nên giữ liều carbidopa - levodopa càng thấp càng tốt. Liều dùng cần được lựa chọn cẩn thận theo tình trạng bệnh, đáp ứng và dung nạp thuốc của từng bệnh nhân. Phải bắt đầu từ liều ban đầu thấp nhất có tác dụng. Liều bắt đầu thông thường: 10 mg carbidopa/100 mg levodopa /lần x 3-4 lần/ngày.

II. Cách Hệ Phân Phối Thuốc Nổi Hoạt Động Hiệu Quả

Hệ phân phối thuốc nổi trong dạ dày được phát triển để tăng thời gian lưu thuốc, phù hợp với hoạt chất có cửa sổ hấp thu hẹp hoặc tác dụng tại chỗ. Với tỷ trọng thấp (dưới 1,004 g/cm3), dạng bào chế này nổi trong dịch vị và ít ảnh hưởng đến sự tháo rỗng dạ dày [7]. Thuốc sẽ giải phóng với tốc độ mong muốn. Hệ thuốc này nổi trong dịch dạ dày trong một thời gian dài. Kỹ thuật này kéo dài thời gian giải phóng thuốc, giảm số lần dùng, nâng cao tuân thủ. Hạn chế chính là khả năng thay đổi liều lượng, động học giải phóng, lực nổi phù hợp với từng bệnh nhân.

2.1. Phân Loại Hệ Phân Phối Thuốc Nổi In 3D Mới Nhất

Trong vài năm qua, nhiều thiết kế mới của hệ phân phối thuốc nổi được phát triển bằng công nghệ in 3D. Công nghệ in 3D khắc phục hạn chế của chế phẩm bào chế bằng kỹ thuật truyền thống, ví dụ như khó điều chỉnh liều lượng và kiểm soát động học giải phóng thuốc. Dược chất hấp thu chủ yếu ở phần đầu ruột non, sinh khả dụng có thể dao động lớn do thời gian tháo rỗng dạ dày khác nhau giữa các cá thể. Tạo mô hình bằng bồi đắp liên kết (Fused deposition modeling- FDM) là kỹ thuật in 3D phổ biến nhất được ứng dụng trong phát triển các dạng bào chế tăng thời gian lưu thuốc tại dạ dày.

2.2. Cơ Chế Tạo Ra Hệ Phân Phối Thuốc Nổi in 3D

Có 2 cách tiếp cận phổ biến để tạo ra các hệ phân phối thuốc nổi trong dạ dày bằng công nghệ in 3D-FDM, đó là: chế tạo các đơn vị hỗ trợ nổi riêng biệt không chứa dược chất (floating devices) và in trực tiếp dạng bào chế nổi dựa trên cơ chế tỷ trọng thấp [7]. Phương pháp tạo đơn vị hỗ trợ nổi áp dụng công nghệ in 3D để tạo thiết bị riêng biệt nổi trên dịch vị có thể mang các chế phẩm thuốc truyền thống. Mục đích của cách tiếp cận là phải làm cho tỷ trọng toàn bộ hệ phân phối thuốc thấp hơn tỷ trọng môi trường trong dạ dày.

III. Phương Pháp Bào Chế Viên Nổi In 3D Chứa Levodopa Carbidopa

Đề tài “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ in 3D bào chế viên nổi chứa levodopa 100mg và carbidopa 25mg” được thực hiện với mục tiêu bào chế được sợi in chứa levodopa và carbidopa bằng phương pháp đùn nóng chảy. Thiết kế được mô hình 3 chiều và bào chế được viên nổi chứa levodopa/carbidopa bằng công nghệ in 3D-FDM (Fused deposition modeling). Đánh giá được một số đặc tính quan trọng của chế phẩm.

3.1. Bào Chế Sợi In Levodopa Carbidopa Bằng Phương Pháp Đùn Nóng Chảy

Để bào chế sợi in, cần khảo sát lựa chọn polyme, đánh giá tương tác dược chất- tá dược, nghiên cứu lựa chọn thông số quy trình đùn sợi in. Quan trọng nhất là lựa chọn tỉ lệ phối hợp dược chất- tá dược và đánh giá tính chất của sợi in. Việc sử dụng phương pháp đùn nóng chảy là một trong những yếu tố quan trọng trong việc tạo ra các sợi in có chất lượng cao và ổn định.

3.2. Thiết Kế Mô Hình và Bào Chế Viên Nổi Bằng Công Nghệ In 3D

Thiết kế mô hình 3 chiều của viên nổi là bước quan trọng. Sau đó, so sánh chế phẩm in với thiết kế ban đầu. Đánh giá ảnh hưởng của thiết kế viên, cấu trúc viên đến khả năng nổi của viên. Các yếu tố như độ lấp đầy, độ dày lớp vỏ và độ dày các mặt đáy ảnh hưởng đến khả năng nổi và giải phóng dược chất.

3.3. Đánh Giá Đặc Tính Chất Lượng Quan Trọng Của Chế Phẩm

Cần đánh giá hình thức bên ngoài, độ đồng đều kích thước, khối lượng của viên. Định lượng dược chất và độ đồng đều hàm lượng dược chất trong viên là bắt buộc. Đánh giá lực nổi và thời gian nổi của chế phẩm. Cuối cùng, đánh giá khả năng giải phóng dược chất của viên và độ ổn định của viên theo thời gian.

IV. Kết Quả Viên Nổi In 3D Levodopa Carbidopa Đạt Hiệu Quả

Nghiên cứu về bào chế sợi in cho thấy việc lựa chọn phương pháp và tá dược tạo sợi là yếu tố quyết định. Nghiên cứu tiền công thức cũng đóng vai trò quan trọng. Các thông số quy trình đùn tạo sợi in ảnh hưởng lớn đến tính chất của sợi in. Về bào chế viên nổi, việc lựa chọn thiết kế viên và so sánh chế phẩm in với thiết kế là cần thiết. Ảnh hưởng của thiết kế viên đến khả năng nổi và giải phóng dược chất đã được đánh giá.

4.1. Đánh Giá Tính Chất và Đặc Điểm Của Sợi In

Các kết quả về tính chất cơ lý của sợi, kích thước, và đồng đều hàm lượng dược chất trong sợi được ghi nhận. Hình thái bề mặt sợi cũng được quan sát. Đánh giá này cung cấp thông tin quan trọng để tối ưu hóa quy trình đùn sợi và đảm bảo chất lượng sợi in.

4.2. Ảnh Hưởng Của Thiết Kế Viên Đến Khả Năng Nổi và Giải Phóng Dược Chất

Kết quả về ảnh hưởng của độ lấp đầy viên, độ dày lớp vỏ và độ dày các mặt đáy đến khả năng nổi và giải phóng dược chất được phân tích. So sánh với thiết kế ban đầu, đánh giá ảnh hưởng của chiều cao, nhiệt độ in cũng được thực hiện. Điều này cho thấy tầm quan trọng của thiết kế trong việc kiểm soát khả năng nổi và giải phóng dược chất.

V. Ứng Dụng Cải Thiện Chất Lượng Cuộc Sống với Dược Phẩm in 3D

Việc đưa công nghệ in 3D vào sản xuất dược phẩm mở ra tiềm năng lớn trong việc cải thiện chất lượng cuộc sống của bệnh nhân Parkinson. Khả năng tùy biến liều lượng, kiểm soát tốc độ giải phóng dược chất và tạo ra các dạng bào chế phức tạp giúp đáp ứng nhu cầu điều trị cá nhân hóa. Đặc biệt, viên nổi chứa levodopa/carbidopa bào chế bằng công nghệ in 3D có thể giúp tăng thời gian lưu thuốc tại dạ dày, giảm số lần dùng thuốc trong ngày, từ đó nâng cao tuân thủ điều trị và cải thiện hiệu quả điều trị.

5.1. Dược Phẩm In 3D Giải Pháp Cá Nhân Hóa Liệu Pháp Parkinson

Viên nổi chứa levodopa/carbidopa bào chế bằng công nghệ in 3D có tiềm năng lớn trong việc cá nhân hóa liệu pháp Parkinson. Bác sĩ có thể dễ dàng điều chỉnh liều lượng, tốc độ giải phóng dược chất và cấu trúc viên thuốc để phù hợp với tình trạng bệnh, khả năng đáp ứng và các yếu tố cá nhân khác của từng bệnh nhân. Điều này giúp tối ưu hóa hiệu quả điều trị và giảm thiểu tác dụng phụ.

5.2. Tiềm Năng Phát Triển Các Dạng Bào Chế In 3D Cho Bệnh Parkinson

Ngoài viên nổi, công nghệ in 3D còn có thể được ứng dụng để phát triển các dạng bào chế khác cho bệnh Parkinson, chẳng hạn như viên nén phân lớp, viên nang chứa nhiều loại dược chất, hoặc thậm chí là các thiết bị cấy ghép có khả năng giải phóng dược chất liên tục trong thời gian dài. Các dạng bào chế này có thể giúp giải quyết các vấn đề khó khăn trong điều trị Parkinson, như dao động đáp ứng thuốc, loạn vận động và các tác dụng phụ khác.

VI. Kết Luận Tương Lai Viên Nổi Levodopa Carbidopa In 3D

Nghiên cứu đã thành công trong việc bào chế viên nổi chứa levodopa/carbidopa bằng công nghệ in 3D-FDM. Các kết quả cho thấy viên thuốc có đặc tính nổi tốt, giải phóng dược chất ổn định và có tiềm năng ứng dụng trong điều trị bệnh Parkinson. Tuy nhiên, cần có thêm nghiên cứu lâm sàng để đánh giá hiệu quả và độ an toàn của chế phẩm trên người. Ngoài ra, cần giải quyết các thách thức về quy mô sản xuất, kiểm soát chất lượng và vấn đề pháp lý để đưa công nghệ in 3D vào sản xuất dược phẩm một cách rộng rãi.

6.1. Kiến Nghị và Hướng Phát Triển Tiếp Theo

Các nghiên cứu tiếp theo nên tập trung vào việc tối ưu hóa công thức và quy trình bào chế để cải thiện hơn nữa đặc tính của viên thuốc. Cần có các nghiên cứu đánh giá độ ổn định lâu dài của chế phẩm và các nghiên cứu tương đương sinh học để chứng minh hiệu quả của viên thuốc so với các chế phẩm truyền thống. Ngoài ra, cần đẩy mạnh hợp tác giữa các nhà khoa học, các nhà sản xuất dược phẩm và các cơ quan quản lý để xây dựng các tiêu chuẩn chất lượng và quy định pháp lý phù hợp cho dược phẩm in 3D.

6.2. Tiềm Năng và Hạn Chế Của Công Nghệ In 3D Trong Sản Xuất Dược Phẩm

Công nghệ in 3D có tiềm năng to lớn trong việc thay đổi cách chúng ta sản xuất và sử dụng thuốc. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều hạn chế cần vượt qua để khai thác tối đa tiềm năng của công nghệ này. Cần có sự đầu tư mạnh mẽ vào nghiên cứu và phát triển, sự hợp tác chặt chẽ giữa các bên liên quan và sự hỗ trợ từ các chính sách của chính phủ để công nghệ in 3D có thể đóng góp tích cực vào việc nâng cao sức khỏe cộng đồng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẶT VẤN ĐỀ Trong hơn một thập niên gần đây, hướng nghiên cứu ứng dụng in 3D như một nền tảng kỹ thuật mới trong phát triển thuốc đang rất được quan tâm nhờ những tính năng vốn có của công nghệ này. Việc ứng dụng công nghệ này đã mở ra cơ hội sản xuất thuốc với khả năng tạo ra các dạng bào chế phức tạp, có thể phối hợp 2 hoặc nhiều dược chất, linh động điều chỉnh liều và động học giải phóng thuốc nhằm hướng tới người bệnh là trung tâm, phục vụ nhu cầu điều trị riêng theo khả năng đáp ứng của mỗi người bệnh [1], [2]. Trên thế giới, số lượng các công bố về ứng dụng công nghệ in 3D trong phát triển các dạng bào chế không ngừng tăng trong thời gian gần đây đã phần nào cho thấy tiềm năng phát triển của công nghệ này. Tuy nhiên, công nghệ này cũng gặp phải không ít khó khăn, thách thức khi triển khai vào thực tiễn sản xuất.

Những thách thức trước mắt có thể kể đến bao gồm: khó nâng quy mô sản xuất; kiểm soát và đảm bảo chất lượng; quản lý sản xuất và cung ứng; những vấn đề liên quan đến bản quyền, pháp lý. Được đưa vào điều trị bệnh Parkinson từ những năm 1960, hiện nay, levodopa vẫn là thuốc đầu tay và được coi là tiêu chuẩn vàng trong điều trị bệnh này. Mức độ đáp ứng điều trị của levodopa rất khác nhau tùy vào cá thể và giai đoạn tiến triển bệnh. Thêm vào đó, dược chất có cửa sổ hấp thu hẹp và thời gian bán thải ngắn (do bị chuyển hóa nhanh thành dopamin) dẫn đến các vấn đề về sinh khả dụng và tần suất dùng thuốc [3].

Carbidopa có tác dung ức chế enzym chuyển hóa các L-amino-acid thơm, nhờ đó hạn chế sự phân hủy ngoại vi của levodopa khi phối hợp với thuốc này. Tăng thời gian lưu thuốc tại dạ dày và hạn chế phân hủy ngoại vi là các giải pháp hướng đến khắc phục nhược điểm của dược chất. Xuất phát từ những vấn đề trên, đề tài “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ in 3D bào chế viên nổi chứa levodopa 100mg và carbidopa 25mg” được thực hiện với các mục tiêu sau: 1. Bào chế được sợi in chứa levodopa và carbidopa bằng phương pháp đùn nóng chảy.

Thiết kế được mô hình 3 chiều và bào chế được viên nổi chứa levodopa/carbidopa bằng công nghệ in 3D-FDM (Fused deposition modeling). Đánh giá được một số đặc tính quan trọng của chế phẩm. 1 Phần 1: TỔNG QUAN 1. LEVODOPA VÀ CARBIDOPA 1.

Levodopa - Levodopa tồn tại ở dạng tinh thể hoặc bột kết tinh màu trắng hoặc trắng ngà, không mùi, không vị [4]. - Độ hòa tan: Dễ dàng hòa tan trong acid hydrochloric 1M và acid formic; thực tế không tan trong ethanol 96%, benzen, chloroform, ethyl acetat [4]. - Độ tan trong nước: 5,0 mg/ml ở 20oC [4]. - Độ ổn định: Levodopa bị oxy hóa và sẫm màu nhanh khi tiếp xúc với ẩm.

Màu thay đổi chứng tỏ thuốc đã mất tác dụng. Levodopa phải được bảo quản trong đồ đựng kín, tránh ánh sáng, tránh hơi ẩm, nhiệt độ 15 - 30oC. Tránh để các viên nén giải phóng chậm ở nhiệt độ > 30oC [4]. - Levodopa hòa tan dễ dàng trong điều kiện môi trường acid dịch vị và dễ bị oxy hóa trong pH kiềm [5].

Carbidopa - Carbidopa tồn tại ở dạng bột trắng hoặc trắng ngà [6]. - Độ hòa tan: Hơi tan trong methanol, khó tan trong nước, rất khó tan trong ethanol 96 %, thực tế không tan trong dicloromethan và diethyl ether, tan trong các dung dịch acid vô cơ loãng [6]. - Bảo quản: tránh ánh sáng [6]. Dược động học Levodopa được hấp thu nhanh ở ống tiêu hóa, chủ yếu là ở ruột non, rất ít ở dạ dày.

Do sự khử carboxyl xảy ra ở thành dạ dày là nơi có chứa thức ăn, nhất là thức ăn có nhiều protein nên sẽ làm giảm lượng levodopa hấp thu. Ở ruột, gan, thận, levodopa nhanh chóng bị L-amino acid decarboxylase khử carboxyl trở thành dopamin, sau đó dopamin lại được chuyển hóa thành acid dihydroxyphenylacetic và acid homovanilic [4]. Các con đường chuyển hóa khác là con đường O-methyl hóa, chuyển amin, oxy hóa tạo thành nhiều chất chuyển hóa trong đó có noradrenalin, 3-O-methyldopa. Chất này có thể được tích tụ trong hệ thần kinh trung ương do có thời gian bán thải tương đối dài.

Thời gian bán thải của levodopa là từ 30 đến 60 phút. Nếu có chất ức chế 2 decarboxylase (như carbidopa), con đường chuyển hóa chính của levodopa là tạo thành 3-O- methyldopa nhờ enzym catechol-O-methyltransferase [4]. Sinh khả dụng của levodopa là 30% khi không có carbidopa. Carbidopa làm tăng gấp 4 - 5 lần nồng độ huyết tương của levodopa [4].

Thời gian bán thải của levodopa là khoảng 1 giờ, của carbidopa là 1 - 2 giờ; nhưng khi phối hợp levodopa và carbidopa thì thời gian bán thải của levodopa tăng lên đến 1,5 - 2 giờ. Khoảng 80% liều levodopa uống được thải theo nước tiểu trong vòng 24 giờ, chủ yếu dưới dạng dihydroxyphenylacetic và acid homovanilic. Một lượng nhỏ levodopa được thải theo phân dưới dạng không bị thay đổi [4]. Chỉ định, liều lượng, cách dùng 1.

Chỉ định Viên nén carbidopa - levodopa được chỉ định trong điều trị triệu chứng bệnh Parkinson, hội chứng Parkinson sau viêm não, hội chứng Parkinson sau nhiễm độc carbon monoxyd và nhiễm độc mangan [4]. Liều lượng, cách dùng a, Cách dùng: Dùng chế phẩm kết hợp cho phép uống liều levodopa thấp hơn [4]. Trong điều trị lâu dài, những chất chuyển hóa độc hại của levodopa có thể làm bệnh trầm trọng thêm và do đó điều quan trọng là giữ liều carbidopa - levodopa càng thấp càng tốt. Khi điều trị kết hợp với bromocriptin, pergolid hoặc selegilin có thể cho phép dùng liều thấp hơn.

Nếu bệnh tiến triển, có thể cần liệu pháp phụ thêm với một thuốc ức chế MAO-B hoặc một thuốc chủ vận của dopamin để làm giảm tần suất những dao động do loạn động hoặc loạn trương lực cơ gây nên. Carbidopa làm bão hòa dopa decarboxylase ngoại vi với liều khoảng 70 - 100 mg một ngày. Những người bệnh dùng liều carbidopa ít hơn có nhiều khả năng hay bị buồn nôn và nôn. Liều dùng carbidopa - levodopa cần được lựa chọn cẩn thận theo tình trạng bệnh, đáp ứng và dung nạp thuốc của từng bệnh nhân.

Phải bắt đầu từ liều ban đầu thấp nhất có tác dụng [4]. Bệnh Parkinson là bệnh tiến triển từ từ nên cần định kỳ đánh giá tình trạng bệnh để điều chỉnh trị liệu. Theo dõi thật chặt chẽ bệnh nhân khi phải giảm liều đột ngột hoặc 3 phải ngừng thuốc do có nguy cơ xuất hiện phức hợp triệu chứng giống như hội chứng an thần kinh ác tính [4]. b, Liều lượng: - Liều bắt đầu thông thường: 10 mg carbidopa/100 mg levodopa /lần x 3-4 lần/ngày; hoặc 25 mg carbidopa/100 mg levodopa /lần x 3 lần/ngày.

Khi cần thiết có thể tăng liều mỗi lần thêm 25 mg carbidopa/100 mg levodopa hàng ngày hoặc hai ngày một lần, cho tới khi đạt liều hàng ngày tối đa là 200 mg carbidopa/800 mg levodopa [4]. - Liều duy trì: Xác định liều lượng theo từng người bệnh và điều chỉnh tùy theo tác dụng điều trị mong muốn. Mỗi ngày nên dùng ít nhất 70 đến 100 mg carbidopa/280 đến 400 mg levodopa. Dùng viên nén giải phóng chậm: Sinh khả dụng của viên nén giải phóng chậm thấp hơn, đòi hỏi phải tăng trung bình 25% liều hàng ngày của levodopa so sánh với viên nén carbidopa - levodopa không giải phóng chậm [4].

HỆ PHÂN PHỐI THUỐC NỔI 1. Giới thiệu về hệ phân phối thuốc nổi Hệ phân phối thuốc nổi trong dạ dày là dạng bào chế được phát triển nhằm mục đích tăng thời gian lưu thuốc trong dạ dày và thường ứng dụng cho các hoạt chất có cửa sổ hấp thu hẹp ở phần đầu ruột non hoặc có tác dụng tại chỗ ở dạ dày. Với tỷ trọng thấp (dưới 1,004 g/cm3), dạng bào chế này sẽ nổi trong dịch vị và ít ảnh hưởng đến sự tháo rỗng dạ dày [7]. Đặc tính này cho phép hệ đưa thuốc này nổi trong dịch dạ dày trong một thời gian dài trong khi thuốc giải phóng với tốc độ mong muốn.

Các hệ đưa thuốc này có thể nổi trong dạ dày thông qua một trong hai cơ chế, đó là tỷ trọng thấp hoặc tạo khí khi tiếp xúc với dịch dạ dày. Kỹ thuật này cũng có thể giúp kéo dài thời gian giải phóng thuốc dẫn đến giảm số lần sử dụng thuốc trong ngày nhằm nâng cao tuân thủ điều trị của bệnh nhân. Tuy nhiên, hạn chế chính của hệ phân phối thuốc nổi là khả năng thay đổi liều lượng thuốc, động học giải phóng thuốc, lực nổi và thời gian phù hợp đối với từng bệnh nhân. Phân loại hệ phân phối thuốc nổi sử dụng công nghệ in 3D Trong vài năm qua, nhiều dạng thiết kế mới của hệ phân phối thuốc nổi trong dạ dày được phát triển bằng công nghệ in 3D.

Công nghệ này có thể khắc phục những hạn chế của các chế phẩm khi được bào chế bằng các kỹ thuật sản xuất dược phẩm truyền thống, ví dụ như những khó khăn trong việc điều chỉnh liều lượng do không thể bẻ viên thuốc và khả năng kiểm soát động học giải phóng thuốc. Hơn nữa, thuốc được hấp thu chủ yếu ở phần đầu ruột non nên sinh khả dụng của thuốc có thể dao động lớn giữa các cá thể do thời gian tháo rỗng dạ dày có thể rất khác nhau. Tạo mô hình bằng bồi đắp liên kết (Fused deposition modeling- FDM) là kỹ thuật in 3D phổ biến nhất được ứng dụng trong phát triển các dạng bào chế tăng thời gian lưu thuốc tại dạ dày dó các ưu điểm vốn có của nó như an toàn, đơn giản, dễ thực hiện, thiết bị nhỏ gọn, chi phí thấp. Có 2 cách tiếp cận phổ biến để tạo ra các hệ phân phối thuốc nổi trong dạ dày bằng công nghệ in 3D-FDM, đó là: chế tạo các đơn vị hỗ trợ nổi riêng biệt không chứa dược chất (floating devices) và in trực tiếp dạng bào chế nổi dựa trên cơ chế tỷ trọng thấp [7].

Tạo các đơn vị hỗ trợ nổi không mang dược chất Phương pháp này áp dụng công nghệ in 3D để tạo ra các thiết bị riêng biệt nổi trên dịch vị có thể mang các chế phẩm thuốc truyền thống. Mục đích của cách tiếp cận là phải làm cho tỷ trọng toàn bộ hệ phân phối thuốc thấp hơn tỷ trọng môi trường trong dạ dày. Một số cấu trúc và hình thức thiết bị in 3D đã được nghiên cứu theo cách tiếp cận này [8]. Jeong và cộng sự (2020) đã bào chế thiết bị dạng viên nang để tạo ra một hệ phân phối thuốc mới qua đường uống giúp giải phóng thuốc bền vững trong dạ dày.