ВИКОРИСТАННЯ АДИТИВНИХ ТЕХНОЛОГІЙ ТА БІОПРИНТЕРІВ У ФАРМАЦЕВТИЧНОМУ ВИРОБНИЦТВІ: ОГЛЯД СУЧАСНИХ ПРАКТИК
DOI:
https://doi.org/10.11603/1811-2471.2026.v.i1.16128Ключові слова:
адитивні технології, 3D-друк, технологія ліків та косметичних засобів, персоналізована медицинаАнотація
Резюме. Мета роботи – проведення пошуку в інформаційно-наукових та наукометричних базах даних Scopus, Web of Science та PubMed за ключовими словами: additive techniques, 3D printing, medicines, cosmetics, manufacturing, personalized medicine, з метою узагальнення та систематизації даних наукової фахової літератури щодо застосування адитивних технологій і біопринтингу у виробництві лікарських та косметичних засобів, визначення сучасних тенденцій, переваг і обмежень цих технологій, а також прогнозування перспективних напрямів подальших досліджень у даній галузі.
Матеріал і методи. Матеріалами дослідження були наукові публікації вітчизняних і зарубіжних авторів, представлені у фахових рецензованих виданнях та електронних наукових базах даних, присвячені застосуванню адитивних технологій у фармацевтичному та косметичному виробництві. У роботі використано методи систематичного аналізу, порівняльного та узагальнювального аналізу літературних джерел, а також логічного й структурного опрацювання інформації.
Результати. Сучасна система охорони здоров’я переживає фундаментальну трансформацію, зміщуючи фокус на персоніфіковану медицину. Головним завданням стає адаптація терапії під індивідуальні потреби пацієнта з урахуванням його фармакогенетики, метаболізму та фізіологічних особливостей.
Технологія базується на пошаровому створенні об’єктів за цифровими моделями, що дозволяє проектувати препарати зі складною геометрією, контрольованою кінетикою вивільнення активних речовин та можливістю поєднання кількох діючих компонентів в одній дозі. Серед основних технологічних платформ, що сьогодні досліджуються для потреб фармації та косметології, виділяють: струменевий друк (Inkjet printing), моделювання методом наплавлення (FDM), селективне лазерне спікання (SLS), стереолітографію (SLA) та екструзію напівтвердих матеріалів (PAM).
Висновки. Узагальнено сучасні дані щодо застосування адитивних технологій у виробництві лікарських та косметичних засобів. Показано, що 3D-друк забезпечує створення персоналізованих лікарських і космецевтичних форм із керованою структурою та профілем вивільнення. Встановлено, що біопринтинг розширює можливості доклінічного скринінгу й альтернативних моделей безпеки, зокрема в косметології та регенеративній медицині. Водночас широке впровадження цих технологій стримується технологічними та регуляторними обмеженнями.
Посилання
Hockings JK, Pasternak AL, Erwin AL, Mason NT, Eng C, Hicks JK. Pharmacogenomics: An evolving clinical tool for precision medicine. Cleve Clin J Med. 2020 Feb; 87(2):91-99. DOI: 10.3949/ccjm.87a.19073.
Lepowsky E, Tasoglu S. 3D printing for drug manufacturing: A perspective on the future of pharmaceuticals. Int J Bioprint. 2017; 4(1):119. Published 2017 Sep 25. DOI:10.18063/IJB.v4i1.119
Wang S, Chen X, Han X, Hong X, Li X, Zhang H, Li M, Wang Z, Zheng A. A Review of 3D Printing Technology in Pharmaceutics: Technology and Applications, Now and Future. Pharmaceutics. 2023; 15(2):416. DOI: 10.3390/pharmaceutics15020416.
Tabriz AG, Fullbrook DHG, Vilain L, et al. Personalised Tasted Masked Chewable 3D Printed Fruit-Chews for Paediatric Patients. Pharmaceutics. 2021; 13(8):1301. Published 2021 Aug 20. DOI:10.3390/pharmaceutics13081301
Lafeber I, Ruijgrok EJ, Guchelaar HJ, Schimmel KJM. 3D Printing of Pediatric Medication: The End of Bad Tasting Oral Liquids?-A Scoping Review. Pharmaceutics. 2022; 14(2):416. Published 2022 Feb 14. DOI:10.3390/pharmaceutics14020416
Olejnik A, Semba JA, Kulpa A, Dańczak-Pazdrowska A, Rybka JD, Gornowicz-Porowska J. 3D Bioprinting in Skin Related Research: Recent Achievements and Application Perspectives. ACS Synth Biol. 2022 Jan 21;11(1):26-38. DOI: 10.1021/acssynbio.1c00547.
Jiao Y, Stevic M, Buanz A, Uddin MJ, Tamburic S. Current and Prospective Applications of 3D Printing in Cosmetics: A Literature Review. Cosmetics. 2022; 9(6):115. DOI: 10.3390/cosmetics9060115.
Pasierb A, Jezierska M, Karpuk A, Czuwara J, Rudnicka L. 3D skin bioprinting: future potential for skin regeneration. Postepy Dermatol Alergol. 2022;39(5):845-851. DOI: 10.5114/ada.2021.109692.
Salama AH. Recent advances in 3D and 4D printing in pharmaceutical technology: applications, challenges, and future perspectives. Futur J Pharm Sci. 2025:11:107. DOI: 10.1186/s43094-025-00866-8
Jørgensen AK, Goyanes A, Basit AW. Entering New Domains for 3D Printing of Drug Products. Pharmaceutical Technology. 2025;49(3):24-27. https://www.pharmtech.com/view/entering-new-domains-3d-printing-drug-products
Moldenhauer D, Nguyen DCY, Jescheck L, Hack F, Fischer D, Schneeberger A. 3D screen printing – An innovative technology for large-scale manufacturing of pharmaceutical dosage forms. Int J Pharm. 2021 Jan 5;592:120096. DOI: 10.1016/j.ijpharm.2020.120096.
Liang K, Brambilla D, Leroux JC. Is 3D Printing of Pharmaceuticals a Disruptor or Enabler? Adv Mater. 2019;31(2):1805680. DOI: 10.1002/adma.201805680
Samiei N. Recent trends on applications of 3D printing technology on the design and manufacture of pharmaceutical oral formulation: A mini review. Beni-Suef Univ J Basic Appl Sci. 2020;9(1):12. DOI: 10.1186/s43088-020-00040-4.
Vaz VM, Kumar L. 3D Printing as a Promising Tool in Personalized Medicine. AAPS PharmSciTech. 2021;22(1):49. DOI: 10.1208/s12249-020-01905-8.
Lamichhane S, Bashyal S, Keum T, Noh G, Seo JE, Bastola R, Choi J, Sohn DH, Lee S. Complex formulations, simple techniques: Can 3D printing technology be the Midas touch in pharmaceutical industry? Asian J Pharm Sci. 2019;14(5):465-479. DOI: 10.1016/j.ajps.2018.11.008.
Thakkar R, Pillai AR, Zhang J, Zhang Y, Kulkarni V, Maniruzzaman M. Novel On-Demand 3-Dimensional (3-D) Printed Tablets Using Fill Density as an Effective Release-Controlling Tool. Polymers. 2020; 12(9):1872. DOI: 10.3390/polym12091872.
Zhang J, Thakkar R, Zhang Y, Maniruzzaman M. Structure-function correlation and personalized 3D printed tablets using a quality by design (QbD) approach. Int J Pharm. 2020 Nov 30;590:119945. DOI: 10.1016/j.ijpharm.2020.119945.
Ruban OA, Puliaiev DS, Khokhlenkova NV, Ivanyuk OI. The use of three-dimensional technologies in the development of oral solid dosage forms. News of Pharmacy. 2023;1(105):73-81. DOI: 10.24959/nphj.23.112
Park BJ, Choi HJ, Moon SJ, Kim SJ, Bajracharya R, Min JY, Han HK. Pharmaceutical applications of 3D printing technology: current understanding and future perspectives. J Pharm Investig. 2019;49(6):575-585. DOI: 10.1007/s40005-018-00414-y.
de Oliveira RS, Fantaus SS, Guillot AJ, Melero A, Beck RCR. 3D-Printed Products for Topical Skin Applications: From Personalized Dressings to Drug Delivery. Pharmaceutics. 2021; 13(11):1946. DOI: 10.3390/pharmaceutics13111946
Sofiane B, Sofiane G. Compression performance of hollow structures: From topology optimisation to design 3D printing. Int. J. Mech. Sci. 2017, 133, 728–739. DOI: 10.1016/j.ijmecsci.2017.09.033
Zhou L, Miller J, Vezza J, Mayster M, Raffay M, Justice Q, et al. Additive Manufacturing: A Comprehensive Review. Sensors. 2024 Apr 23;24(9):2668. DOI: 10.3390/s24092668.
Matai I, Kaur G, Seyedsalehi A, McClinton A, Laurencin CT. Progress in 3D bioprinting technology for tissue/ organ regenerative engineering. Biomaterials. 2020; 226:119536. DOI:10.1016/j.biomaterials.2019.119536
Jiménez M, Romero L, Domínguez IA, Espinosa MM, Domínguez M. Additive Manufacturing Technologies: An Overview about 3D Printing Methods and Future Prospects. Complexity. 2019;9656938. DOI: 10.1155/ 2019/ 9656938
Singhvi G, Patil S, Girdhar V, Chellappan DK, Gupta G, Dua K. 3D-printing: an emerging and a revolutionary technology in pharmaceuticals. Panminerva Med. 2018; 60(4):170-173. DOI:10.23736/S0031-0808.18.03467-5
Cader HK, Rance GA, Alexander MR, et al. Water-based 3D inkjet printing of an oral pharmaceutical dosage form. Int J Pharm. 2019;564:359-368. DOI:10.1016/j.ijpharm.2019.04.026
Tabriz AG, Nandi U, Scoutaris N, et al. Personalised paediatric chewable Ibuprofen tablets fabricated using 3D micro-extrusion printing technology. Int J Pharm. 2022; 626:122135. DOI:10.1016/j.ijpharm.2022.122135
Kagita T, Guide S, Abburi SK, Devarakonda A, Maddineni S. Advancing 3D printing for personalized pediatric medicines: quality, safety, and Good Manufacturing Practice compliance. Translational and Regulatory Sciences. 2025;7(2):63-81. DOI:10.33611/trs.2025-005.
van Kampen EEM, Willemsteijn L, Ruijgrok EJ. 3D printing of drugs: expanding the options for child-tailored pharmacotherapy. Arch Dis Child. 2022;107(10):859-860. Published 2022 Sep 20. DOI:10.1136/archdischild-2021- 321629
Zheng Y, Deng F, Wang B, et al. Melt extrusion deposition (MED™) 3D printing technology - A paradigm shift in design and development of modified release drug products. Int J Pharm. 2021;602:120639. DOI:10.1016/j.ijpharm.2021.120639
Smith DM, Kapoor Y, Klinzing GR, Procopio AT. Pharmaceutical 3D printing: Design and qualification of a single step print and fill capsule. Int J Pharm. 2018;544(1):21-30. DOI:10.1016/j.ijpharm.2018.03.056
Yu CC, Shah A, Amiri N, et al. A Conformable Ultrasound Patch for Cavitation-Enhanced Transdermal Cosmeceutical Delivery. Adv Mater. 2023;35(23):e2300066. DOI:10.1002/adma.202300066
Singh G, Mohandoss K, Shah T, Dixit R, Arul V, Verma S, et al. Potential role of 3D Printing in Cosmeceuticals: Systematic Review. Afr J Bio Sc. 2024;6(10):824-853. DOI: 10.33472/AFJBS.6.10.2024.823-853
Azad MA, Olawuni D, Kimbell G, Badruddoza AZM, Hossain MS, Sultana T. Polymers for Extrusion-Based 3D Printing of Pharmaceuticals: A Holistic Materials–Process Perspective. Pharmaceutics. 2020; 12(2):124. DOI: 10.3390/pharmaceutics12020124
Singh S, Kumar M, Kumar D, Kumar S, Chopra S, Bhatia A. Therapeutic Precision: Unveiling the Potential of 3D Printing in Drug Delivery, Tissue Engineering, and Regenerative Medicine. 3D Print Addit Manuf. 2025;12(5): 447-473. DOI: 10.1089/3dp.2023.0364.
Kollamaram G, Croker DM, Walker GM, Goyanes A, Basit AW, Gaisford S. Low temperature fused deposition modeling (FDM) 3D printing of thermolabile drugs. Int J Pharm. 2018;545(1-2):144-152. DOI:10.1016/j.ijpharm.2018. 04.055
Goyanes A, Buanz AB, Basit AW, Gaisford S. Fused-filament 3D printing (3DP) for fabrication of tablets. Int J Pharm. 2014;476(1-2):88-92. DOI:10.1016/j.ijpharm.2014. 09.044
Jiao Y. 3D Printing in Cosmetics: Investigating New Skin Delivery Platform. Doctoral dissertation, University of the Arts London. 2024. https://ualresearchonline.arts.ac.uk/id/eprint/24117/
Aina M, Baillon F, Sescousse R, Sanchez-Ballester NM, Begu S, Soulairol I, et al. From conception to consumption: Applications of semi-solid extrusion 3D printing in oral drug delivery. Int J Pharm. 2025; 674:125436. DOI: 10.1016/j.ijpharm.2025.125436.
El Aita I, Breitkreutz J, Quodbach J. On-demand manufacturing of immediate release levetiracetam tablets using pressure-assisted microsyringe printing. Eur J Pharm Biopharm. 2019;134:29-36. DOI: 10.1016/j.ejpb.2018. 11.008.
Petrinca K, Németh Z, Csóka I, Ambrus R, Jójárt-Laczkovich O. Three-Dimensionally Printed Paediatric Medicines: Formulation, Process, and Regulatory Considerations. Pharmaceutics. 2026; 18(1):2. DOI: 10.3390/pharmaceutics 18010002.
Trenfield SJ, Madla CM, Basit AW, Gaisford S. Binder jet printing in pharmaceutical manufacturing. AAPS Adv Pharm Sci Ser. 2018;31:41-54. DOI: 10.1007/978-3-319-90755-0_3.
Fina F, Goyanes A, Gaisford S, Basit AW. Selective laser sintering (SLS) 3D printing of medicines. Int J Pharm. 2017 Aug 30;529(1-2):285-293. DOI: 10.1016/j.ijpharm.2017. 06.082.
Wang J, Goyanes A, Gaisford S, Basit AW. Stereolithographic (SLA) 3D printing of oral modified-release dosage forms. Int J Pharm. 2016 Apr 30;503(1-2):207-212. DOI: 10.1016/j.ijpharm.2016.03.016.
Cardoso PHN, Araújo ES. An Approach to 3D Printing Techniques, Polymer Materials, and Their Applications in the Production of Drug Delivery Systems. Compounds. 2024 Jan 18;4(1):71-105. DOI: 10.3390/compounds4010004.
Cai Y, Chang SY, Gan SW, Ma S, Lu WF, Yen CC. Nanocomposite bioinks for 3D bioprinting. Acta Biomater. 2022;151:45-69. DOI: 10.1016/j.actbio.2022.08.014.
Lègues M, Milet C, Forraz N, Berthelemy N, Pain S, André-Frei V, et al. The World’s First 3D Bioprinted Immune Skin Model Suitable for Screening Drugs and Ingredients for Normal and Inflamed Skin. IFSCC Magazine. 2020;(4):233-239. https://ifscc.org/wp-content/uploads/2022/03/Maxime- Legues-2022-Henry-Maso-winner.pdf
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
##plugins.generic.dates.accepted## 2026-04-08
##plugins.generic.dates.published## 2026-04-22
