CN113771358A - 中药方剂的三维打印方法、原料及三维打印制剂 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了中药方剂的三维打印方法、原料及三维打印制剂。该打印方法包括：采用挤压成型打印方式，按照预设打印参数，利用预设中药方剂的原料进行三维打印，得到预设中药方剂的三维打印制剂。该中药方剂的三维打印方法、原料及三维打印制剂能够实现中药方剂的三维打印，有利于提高中药制剂的控释性、灵活性、美观性和趣味性。

Description

中药方剂的三维打印方法、原料及三维打印制剂
技术领域
本公开涉及三维打印技术领域，具体涉及中药方剂的三维打印方法、原料及三维打印制剂。
背景技术
方剂中的“方”指医方，“剂”(古作齐)指调剂，方剂就是治病的药方。中国古代很早已使用单味药物治疗疾病。经过长期的医疗实践，又学会将几种药物配合起来，经过煎煮制成汤液，即是最早的方剂。方剂一般由君药、臣药、佐药、使药四部分组成。现代科学技术为方剂的临床应用、实验研究和剂型研制等提供了有利条件。在临床应用方面，根据中医辨证论治的特点，针对现代临床的多发病、常见病，广泛使用古今方剂。
三维(3dimensional，3D)打印是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。
三维打印技术的发展为中药方剂的制作提供了新的可能性。但是，如何将三维打印技术具体应用于中药方剂的制作，仍是需要解决的问题。
发明内容
本公开提出了中药方剂的三维打印方法、原料及三维打印制剂。
第一方面，本公开提供了一种中药方剂的三维打印方法，包括：
采用挤压成型打印方式，按照预设打印参数，利用预设中药方剂的原料进行三维打印，得到所述预设中药方剂的三维打印制剂。
在一些可选的实施方式中，所述挤压成型打印方式包括熔融沉积成型打印方式和半固态挤压成型打印方式中的至少一种。
在一些可选的实施方式中，所述挤压成型打印方式为注射器挤压成型打印方式。
在一些可选的实施方式中，所述预设打印参数包括15mm/s-50mm/s的打印速度；
在一些可选的实施方式中，所述预设打印参数包括25mm/s-35mm/s的打印速度。
在一些可选的实施方式中，所述预设打印参数包括0℃-90℃的打印温度；
在一些可选的实施方式中，所述预设打印参数包括10℃-30℃的打印温度。
在一些可选的实施方式中，所述预设打印参数包括0.5毫米-1毫米的底层厚度，以及0.4毫米-0.8毫米的层高。
在一些可选的实施方式中，在所述利用预设中药方剂的原料进行三维打印之前，所述方法还包括：
将所述预设中药方剂的原料静置预设时长。
在一些可选的实施方式中，所述预设时长为10分钟-60分钟。
第二方面，本公开提供了一种中药方剂的原料，通过对中药材进行预设处理得到，并应用在如本公开第一方面描述的中药方剂的三维打印方法中。
第三方面，本公开提供了一种中药方剂的三维打印制剂，使用如本公开第一方面描述的中药方剂的三维打印方法得到。
在本公开提供的中药方剂的三维打印方法、原料及三维打印制剂中，采用挤压成型打印方式，按照预设打印参数，利用预设中药方剂的原料进行三维打印，得到预设中药方剂的三维打印制剂，能够实现中药方剂的三维打印，有利于提高中药制剂的控释性、灵活性、美观性和趣味性。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本公开的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是用于实施本公开实施例中三维打印方法的三维打印设备的示意图；
图2是根据本公开实施例的中药方剂的三维打印方法的流程图；
图3和图4是根据本公开实施例的中药方剂的三维打印制剂的第一示意图和第二示意图；
图5是根据本公开实施例的中药方剂的三维打印制剂的对比图。
符号说明：100、三维打印设备；110、注射器式挤出装置。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。
在本公开的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本公开的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。
在本公开的描述中，需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
图1是用于实施本公开实施例中三维打印方法的三维打印设备100的示意图。如图1所示，三维打印设备100为注射器挤出式打印装置(例如为基于注射器挤出式的FDM食品3D打印机)，其包含注射器式挤出装置110。注射器式挤出装置110可以将打印原料挤出形成料丝。在注射器式挤出装置110运行到合适位置时，其吐出的料丝凝固成形，从而形成三维打印产品。
需要说明的是，本实施例中三维打印方法的执行设备不具有特异性，三维打印设备100仅作为执行设备的一个示例。除了三维打印设备100外，任何挤压成型打印设备，包括熔融沉积成型打印设备和半固态挤压成型打印设备等，都可以作为本实施例中三维打印方法的执行设备。
图2是根据本公开实施例的中药方剂的三维打印方法的流程图。如图2所示，该流程200可以包括以下步骤。
步骤202，采用挤压成型打印方式，按照预设打印参数，利用预设中药方剂的原料进行三维打印，得到所述预设中药方剂的三维打印制剂。
在本实施例中，采用挤压成型打印(Extrusion Modeling Print，EMP)方式进行三维打印，即通过挤压使打印原料形成料丝以实现打印。上述挤压成型打印方式可以是熔融沉积成型(Fused Deposition Modelling,FDM)打印方式或者半固态挤压(Semi-solidExtrusion)成型打印方式等。
在采用图1所示的三维打印设备100进行三维打印时，相应的挤压成型打印方式为注射器挤压成型打印方式。
在本实施例中，中药方剂的原料可以是使用了中药材，并进行了简单的处理和加工(例如搅拌或者过滤等)，添加或不添加食品添加剂(例如淀粉类、油脂类或者凝胶等)后，符合打印条件的原料。
本实施例中的预设中药方剂可以是用于治疗感冒、风寒或者肠胃不适等任意类型疾病的方剂。本实施例中的预设中药方剂例如是大山楂丸方剂、开心散方剂、逍遥丸方剂或者理中丸方剂等。
在本实施例中，预设中药方剂的原料可以包括中药和辅料。例如，在预设中药方剂为大山楂丸方剂的情况下，预设中药方剂的原料可以包括中药山楂干、麸炒神曲和麸炒麦芽，以及辅料水、蜂蜜和蔗糖。又例如，在预设中药方剂为开心散方剂的情况下，预设中药方剂的原料可以包括中药制远志、人参、茯苓和石菖蒲，以及辅料水、蜂蜜和蔗糖。
在本实施例中，可以根据相关资料(例如《中国药典》等)的记载，确定中药方剂的成分及配比等。
在本实施例中，打印参数是打印过程的控制参数，例如包括打印速度、打印温度、模型底层厚度、模型层高和填充密度等。
在一个例子中，打印速度可以是15mm/s-50mm/s。过高的打印速度会引起断丝现象(如图5所示)，过低的打印速度会降低三维打印制剂的制造效率。将打印速度控制在合理范围内，有利于兼顾三维打印的效率和质量。进一步地，可以将打印速度控制在25mm/s-35mm/s内，以获得较好的打印效果(如图3和图4所示)。
在一个例子中，打印温度可以是0℃-90℃。过高的打印温度会对打印材料的效用产生破坏，过低的打印温度会影响打印材料的流动性。将打印温度控制在合理范围内，有利于兼顾三维打印的效率和质量。进一步地，可以将打印温度控制在10℃-30℃，以获得较好的打印效果。
在一个例子中，底层厚度可以是0.5毫米-1毫米，层高可以是0.4毫米-0.8毫米，填充密度可以是80％-100％。如此，有利于在保证打印速度的基础上，获得良好的打印效果，使得成品无收缩、无坍塌并且打印形状美观。
在一个例子中，为了进一步提升打印效果，可以在步骤220之前执行以下步骤：
步骤210，将预设中药方剂的原料静置预设时长。
通过静置步骤，可以使打印材料的各成分之间充分混合。在静置的过程中，打印材料中的水分会自动在打印材料中分布均匀，从而防止小颗粒堵塞注射器式挤出装置的喷头，保证三维打印的顺利进行。
在一个例子中，上述预设时长可以是10分钟-60分钟。
在本实施例中，可以采用不同的三维模型，将中药方剂打印成不同的形状。例如在图3所示的例子中，将中药方剂打印为房子形状。又例如在图4所示的例子中，将中药方剂打印为圆筒形状。通过上述方法，可以提高中药制剂的美观性和趣味性。
在本实施例中，可以根据释药特性设计出形状不同的制剂外形，例如立方体、金字塔、柱状、圆环体和球体等。溶解试验结果表明，制剂表面积保持恒定时，释放速度由快至慢依次为金字塔形、圆环体、立方体、球体和圆柱体。通过将中药制剂打印为不同的三维外形，可以获得不同的药物释放速度。
在本公开提供的中药方剂的三维打印方法中，通过将预设中药方剂的原料填入注射器式挤出装置内，并按照预设打印参数利用注射器式挤出装置进行三维打印，得到预设中药方剂的三维打印制剂，能够实现中药方剂的三维打印，有利于提高中药制剂的控释性、灵活性、美观性和趣味性。
以下为根据本公开实施例的中药方剂的三维打印方法的具体例子。
在第一个例子中，对大山楂丸方剂进行三维打印。
首先制备打印材料。先将山楂干若干、麸炒神曲若干以及麸炒麦芽若干打粉，过筛，混匀，制得若干复合粉末。再取蔗糖若干，炼蜜若干，与清水混合，滤过。最后将以上材料混匀，得到打印材料。
其次进行三维打印。将制备好的打印材料填入注射器式挤出装置中，室温下静置30分钟。用切片软件对三维模型进行切片。按照模型底层厚度为0.5-1mm、层高为0.4-0.8mm、壁厚为打印喷头孔径的2-5倍、填充密度为100％、打印速度为25-35mm/s、打印温度为10℃-30℃、喷头直径0.5-1mm和打印室温为25℃的参数进行三维打印，得到如图3或图4所示的三维打印制剂。
在该例子中，三维打印过程中材料挤出容易，线形流畅，打印过程无断丝现象，成品不粘手，无收缩，可完成无支撑屋顶的打印，且无塌陷，打印形状美观，并且可以支持多种形状物体的打印。
在第二个例子中，对开心散进行三维打印。
首先制备打印原料。按照制远志粉若干、人参粉若干、茯苓粉若干和石菖蒲粉若干的比例混合药粉。在药粉中加入若干清水，若干蜂蜜和若干蔗糖，混匀，得到打印材料。
其次进行三维打印。将打印材料填入注射器式挤出装置并于室温密封静置10-60min。用切片软件对三维模型进行切片。按照厚度为0.5-1mm、层高为0.4-0.8mm、壁厚为打印喷头孔径的2-5倍、填充密度为100％、打印速度为25-35mm/s、打印温度为10℃-30℃、喷头直径0.5-10mm和打印室温为25℃的参数进行三维打印，得到开心散的三维打印制剂。
在该例子中，三维打印过程中材料挤出容易，线形流畅，打印过程无断丝现象，且无塌陷，打印形状美观。
本实施例还提供一种中药方剂的原料。该中药方剂的原料通过对中药材进行预设处理(例如搅拌或者过滤等)得到，并可应用在前文描述的中药方剂的三维打印方法中。
本实施例还提供一种三维打印制剂。该三维打印制剂使用前文描述的中药方剂的三维打印方法得到。
上述中药方剂的原料和三维打印制剂具体细节和技术效果可参见前文对中药方剂的三维打印方法的描述，这里不再赘述。
以上描述仅为本公开的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种中药方剂的三维打印方法，包括：
采用挤压成型打印方式，按照预设打印参数，利用预设中药方剂的原料进行三维打印，得到所述预设中药方剂的三维打印制剂。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述挤压成型打印方式包括熔融沉积成型打印方式和半固态挤压成型打印方式中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述挤压成型打印方式为注射器挤压成型打印方式。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预设打印参数包括15mm/s-50mm/s的打印速度；
优选地，所述预设打印参数包括25mm/s-35mm/s的打印速度。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预设打印参数包括0℃-90℃的打印温度；
优选地，所述预设打印参数包括10℃-30℃的打印温度。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预设打印参数包括0.5毫米-1毫米的底层厚度，以及0.4毫米-0.8毫米的层高。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述利用预设中药方剂的原料进行三维打印之前，所述方法还包括：
将所述预设中药方剂的原料静置预设时长。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述预设时长为10分钟-60分钟。
9.一种中药方剂的原料，通过对中药材进行预设处理得到，并应用在如权利要求1-8中任一项所述的中药方剂的三维打印方法中。
10.一种中药方剂的三维打印制剂，使用如权利要求1-8中任一项所述的中药方剂的三维打印方法得到。
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