Izrada oralno-disperzibilnih filmova metodom 3D štampanja ekstruzijom polučvrstog materijala - fleksibilan pristup izradi farmaceutskih oblika

Abstract

Orodispersible films (ODFs) emerged as a patient-friendly dosage form that is particularly suitable for pediatric therapy, where swallowing difficulties often interfere with adherence to therapy. In this study, the preparation of ODFs using semi-solid extrusion (SSE) 3D printing was investigated as an alternative to the conventional solvent casting method. Four hydrophilic polymers – hydroxypropyl cellulose (HPC), polyethylene glycol-polyvinyl alcohol graft copolymer (PVA-PEG), maltodextrin (MDX) and sodium alginate (SA) – were used either individually or in binary blends, with caffeine selected as the model active ingredient. Films were printed on an Ultimaker 2+ system and evaluated for uniformity, thickness, porosity, moisture content, mechanical strength, disintegration and drug release. Formulations containing only MDX or PVA-PEG exhibited poor printability due to leakage and spreading, while other systems showed reproducible film deposition and satisfactory dimensional stability. Binary blends generally resulted in increased film thickness. SA-based films showed the lowest porosity and moisture absorption, while HPC films exhibited favorable mechanical properties. The investigated samples achieved rapid disintegration and complete release of the caffeine. These results confirm the potential of SSE 3D printing as a versatile manufacturing platform for customizable ODFs that enable precise dosing and patient-centric design for pediatric drugs.Oralno-disperzibilni filmovi (ODF) predstavljaju farmaceutski oblik posebno pogodan za primenu kod pedijatrijskih pacijenata gde poteškoće pri gutanju često utiču na adherencu. U ovom radu je ispitana mogućnost izrade ODF korišćenjem 3D štampanja metodom ekstruzije polučvrstog materijala (SSE) kao alternativne metode konvencionalnom izlivanja disperzija. Korišćena su četiri hidrofilna polimera - hidroksipropilceluloza (HPC), polietilenglikol-polivinil alkohol graft kopolimer (PVA-PEG), maltodekstrin (MDX) i natrijum-alginat (SA) - pojedinačno ili u binarnim mešavinama, a kofein je izabran kao model aktivna supstanca. Filmovi su štampani korišćenjem 3D štampača Ultimaker 2+ i procenjivana je njihova uniformnost, debljina, porozitet, sadržaj vlage, mehaničke karakteristike, raspadljivost i brzina oslobađanja kofeina iz filmova. Formulacije koje sadrže samo MDX ili PVA-PEG nisu bile pogodne za štampanje usled curenja disperzije iz mlaznica, dok su druge formulacije štampane nanošenjem uniformnih slojeva i imale su zadovoljavajuću strukturnu stabilnost. Binarne mešavine su generalno dovele do povećanja debljine filma. Filmovi izrađani sa SA imali su niske vrednosti poroziteta i sadržaja vlage, dok su HPC filmovi pokazali povoljne mehaničke karakteristike. Ispitani uzorci su se brzo raspadali i imali potpuno oslobađanje kofeina. Dobijeni rezultati potvrđuju potencijal SSE 3D štampe kao fleksibilne metode za izradu ODF koji omogućavaju precizno doziranje i dizajn usmeren na pojedinačnog pacijenta, posebno za pedijatrijske lekove