[发明专利]使用半色调筛进行化学品递送装置的增材制造的系统和方法

说明书

一种用活性化学品形成化学品递送装置的方法包括使用随机半色调筛并参考活性化学品的浓度参数生成半色调图像数据。方法也包括基于半色调图像数据将包括活性化学品的化学品载体喷射到形成于化学品递送装置中的多个腔的一部分中以生产具有与浓度参数对应的活性化学品浓度的化学品递送装置。

技术领域

本公开涉及增材制造的系统和方法，并且更特别地，涉及使用三维物体打印机用提供化学品的受控释放的基质制造片剂或其它物品的系统和方法。

背景技术

三维打印也称为增材制造，是从实质上任何形状的数字模型制造三维固体物体的过程。许多三维打印技术使用增材过程，其中增材制造装置在先前沉积层的顶部上形成部件的连续层。这些技术中的一些使用喷墨打印，其中一个或多个打印头喷射连续的材料层。三维打印与主要依赖通过减材过程从工件去除材料的传统物体形成技术(如切割或钻孔)可区分。

增材制造系统可以产生具有一些拟定用途的各种各样的物品，包括将化学品包封在可溶性基质中以用于递送药剂或更广泛地用于化学品递送装置。增材制造系统将“活性化学品”沉积在化学品递送装置中，所述化学品递送装置悬浮在溶解在溶剂中的基质的辅料中。当在本文中使用时，术语“活性化学品”是指嵌入化学品递送装置内以便当化学品递送装置在溶剂中溶解时随着时间受控释放的任何化学品。当在本文中使用时，术语“辅料”是指形成化学品递送装置的结构，包封一种或多种活性化学品，并且当化学品递送装置在溶剂中溶解或在温度控制的化学品释放过程中熔化时控制化学品递送装置内的活性化学品的释放的一种或多种类型的材料。在许多实施例中，辅料与活性化学品基本上不反应，但是辅料可溶于溶解化学品递送装置的某种形式的溶剂以在化学品递送装置的使用期间排出活性化学品。辅料基质材料是本领域已知的，其溶解在各种溶剂中，包括水、酸、碱、极性和非极性溶剂，或用于不同应用的任何其它合适的溶剂。玉米淀粉和微晶纤维素是通常用作活性化学成分的辅料的材料的两个示例，但是其它材料包括用于各种化学品递送装置中的明胶、聚合物(包括UV可固化聚合物)等。一些形式的辅料通过在工作温度(如高于化学品递送装置的典型环境储存温度的高熔化温度)下熔化或以其它方式分解而溶解以递送活性化学品。

当基质溶解时，活性化学品释放到化学品递送装置周围的介质中并产生化学反应。这样的装置的应用包括但不限于人和兽医学中的药物递送，用于农业和园艺的肥料和农药递送，用于跟踪水或其它流体的流动的染料释放，以及工业过程中的活性化学品的递送。

尽管现有技术的增材制造系统可以生产化学品递送装置，但是某些形式的化学品递送装置需要用于正确操作的附加结构元件。例如，一些时间释放的化学品递送装置需要活性化学品的特定浓度梯度以递送随着时间变化的活性化学品的剂量。在一些情况下，如果活性化学品以非均匀的方式分布在片剂的体积内，则片剂不以期望的速率递送活性化学品。例如，当片剂递送比预期更大浓度的活性化学品时在片剂溶解期间的某些点从片剂释放的速率会太高。而且，当片剂在它被消化之后的特定时间点递送过低浓度的活性化学品时释放的速率会太低。另外，一些片剂包括两种或更多种类型的活性化学品，其在片剂中时不应当混合，而是一旦片剂溶解时应当混合。因此，能够以活性化学品的精确分布生产片剂的增材制造过程和系统的改进将是有益的。

发明内容

在一个实施例中，已开发一种用三维物体打印机生产化学品递送装置的方法。所述方法包括用控制器接收所述化学品递送装置中的基质的第一区域中的第一活性化学品的第一浓度参数，用所述控制器使用随机半色调筛并参考所述第一浓度参数生成半色调图像数据，所述半色调图像数据包括多个激活像素，所述多个激活像素仅对应于接收所述第一活性化学品的形成于基质中的多个腔的第一部分的位置，以及参考所述半色调图像数据用至少第一喷射器将包括所述第一活性化学品的预定量的第一化学品载体喷射到所述基质中的所述腔的所述第一部分中的每个腔中以生产具有与所述第一浓度参数对应的所述第一活性化学品的浓度的化学品递送装置。