Title
3D štampanje tableta postupcima fotopolimerizacije i selektivnog laserskog sinterovanja: razvoj i optimizacija procesa
Creator
Madžarević, Marijana, 1992-
CONOR:
25635687
Copyright date
2022
Object Links
Language
Serbian
Cobiss-ID
Theses Type
Doktorska disertacija
description
Datum odbrane: 23.01.2023.
Other responsibilities
Academic Expertise
Medicinske nauke
University
Univerzitet u Beogradu
Faculty
Farmaceutski fakultet
Alternative title
3D printing of tablets by photopolymerization and selective laser sintering: development and process optimisation
Publisher
[M. M. Madžarević]
Format
131 str.
description
Farmacija - Farmaceutska tehnologija / Pharmacy
- Pharmaceutical technology
Abstract (sr)
Cilj ove doktorske disertacije je bio razvoj i optimizacija formulacija i procesa 3D štampe u izradi tableta
postupcima fotopolimerizacije i selektivnog laserskog sinterovanja primenom naprednih alata za analizu
podataka.
Primenom dve različite veštačke neuronske mreže ispitan je uticaj faktora formulacije na kritične
karakteristike kvaliteta tableta dobijenih LCD (engl. liquid-crystal display) 3D štampom. Izvršena je
optimizacija fotopolimerizacione štampe i predviđanje produženog oslobađanja aktivne supstance kao
ciljne karakteristike kvaliteta LCD 3D tableta. Sličnost između eksperimentalno dobijenih i neuronskom
mrežom predviđenih profila oslobađanja je pokazana analizom faktora sličnosti (f2=52,15). Na osnovu
ovih rezultata zaključeno je da je adekvatna neuronska mreža u stanju da pruži razumevanje odnosa
ulaznih-izlaznih parametara fotopolimerizacione 3D štampe, a samim tim i da pruži bolji uvid u uticaj
ekscipijenasa i procesnih parametara na karakteristike LCD 3D tableta.
Na osnovu apsorpcionih karakteristika ispitivanih formulacija izvršena je optimizacija LCD štampača.
Na ovaj način vreme štampe tableta je značajno smanjeno i postignuto je značajno brže oslobađanje
aktivne supstance.
U trećoj fazi istraživanja je ispitana tehnologija selektivnog laserskog sinterovanje (SLS) u izradi tableta.
Najpre je izvršena adaptacija konvencionalnog štampača čime je omogućeno štampanje sa manjim
količinama materijala. Primenom modela stabla odluke ispitana je korelacija između faktora formulacije,
gustine energije prilikom sinterovanja i printabilnosti. Na osnovu razvijenog stabla odluke, čija je tačnost
iznosila 80%, najvažniji faktori koji su uticali na printabilnost su sadržaj krospovidona i gustina energije.
Takođe, ova faza istraživanja je pokazala da je optimizacijom formulacije i parametara procesa, moguće
izraditi SLS tablete makroporozne strukture sa potpunim oslobađanjem aktivne supstance za manje od
30 min.
Ostvareni rezultati pružaju saznanja o primeni dve tehnologije 3D štampe u izradi tableta i daju značajan
uvid u uticaj procesnih parametara i faktora formulacije na karakteristike dobijenih tableta.
Abstract (en)
The aim of this doctoral dissertation was the development and optimization of formulations and process
of 3D printing in the production of tablets by photopolymerization and selective laser sintering using
advanced data analysis tools.
The influence of formulation factors on the critical quality attributes of tablets obtained by LCD (liquid-
crystal display) 3D printing was evaluated using two different artificial neural networks. Optimization
of photopolymerization printing and prediction of extended drug release as a target quality attribute of
LCD 3D tablets was performed. The similarity between the experimentally obtained and the neural
network predicted release profiles was demonstrated by the similarity factor analysis (f2=52.15). It was
concluded that an adequate neural network is able to provide an understanding of the ratio of input-output
parameters of photopolymerization 3D printing, and therefore to provide a better insight into the
influence of excipients and process parameters on the characteristics of LCD 3D tablets.
Based on the absorption characteristics of the examined formulations, the LCD printer was optimized.
In this way, the printing time was significantly reduced and a significantly faster drug release was
achieved.
In the third phase of the research, SLS technology in the production of tablets was evaluated. First, the
adaptation of the conventional printer was carried out, which enabled printing with smaller amounts of
material. By applying the decision tree model, the correlation between formulation factors, energy
density during sintering, and printability was evaluated. Based on the developed decision tree, the
accuracy of which was 80%, the most important factors that influenced the printability were
crospovidone content and energy density. Also, this phase of the research showed that by optimizing the
formulation and process parameters, it is possible to produce SLS tablets with a macroporous structure
with complete drug release in less than 30 minutes.
The obtained results provide knowledge about the application of two 3D printing technologies in the
production of tablets and provide significant insight into the influence of process parameters and
formulation factors on the characteristics of the obtained tablets.
Authors Key words
3D štampa, fotopolimerizaciona 3D štampa, selektivno lasersko sinterovanje, ibuprofen,
irbesartan, stablo odluke, neuronske mreže, printabilnost
Authors Key words
3D printing, photopolymerization printing, selective laser sintering, ibuprofen,
irbesartan, decision tree, neural networks, printability
Classification
615.453.6.012:004.9(043.3)
Type
Tekst
Abstract (sr)
Cilj ove doktorske disertacije je bio razvoj i optimizacija formulacija i procesa 3D štampe u izradi tableta
postupcima fotopolimerizacije i selektivnog laserskog sinterovanja primenom naprednih alata za analizu
podataka.
Primenom dve različite veštačke neuronske mreže ispitan je uticaj faktora formulacije na kritične
karakteristike kvaliteta tableta dobijenih LCD (engl. liquid-crystal display) 3D štampom. Izvršena je
optimizacija fotopolimerizacione štampe i predviđanje produženog oslobađanja aktivne supstance kao
ciljne karakteristike kvaliteta LCD 3D tableta. Sličnost između eksperimentalno dobijenih i neuronskom
mrežom predviđenih profila oslobađanja je pokazana analizom faktora sličnosti (f2=52,15). Na osnovu
ovih rezultata zaključeno je da je adekvatna neuronska mreža u stanju da pruži razumevanje odnosa
ulaznih-izlaznih parametara fotopolimerizacione 3D štampe, a samim tim i da pruži bolji uvid u uticaj
ekscipijenasa i procesnih parametara na karakteristike LCD 3D tableta.
Na osnovu apsorpcionih karakteristika ispitivanih formulacija izvršena je optimizacija LCD štampača.
Na ovaj način vreme štampe tableta je značajno smanjeno i postignuto je značajno brže oslobađanje
aktivne supstance.
U trećoj fazi istraživanja je ispitana tehnologija selektivnog laserskog sinterovanje (SLS) u izradi tableta.
Najpre je izvršena adaptacija konvencionalnog štampača čime je omogućeno štampanje sa manjim
količinama materijala. Primenom modela stabla odluke ispitana je korelacija između faktora formulacije,
gustine energije prilikom sinterovanja i printabilnosti. Na osnovu razvijenog stabla odluke, čija je tačnost
iznosila 80%, najvažniji faktori koji su uticali na printabilnost su sadržaj krospovidona i gustina energije.
Takođe, ova faza istraživanja je pokazala da je optimizacijom formulacije i parametara procesa, moguće
izraditi SLS tablete makroporozne strukture sa potpunim oslobađanjem aktivne supstance za manje od
30 min.
Ostvareni rezultati pružaju saznanja o primeni dve tehnologije 3D štampe u izradi tableta i daju značajan
uvid u uticaj procesnih parametara i faktora formulacije na karakteristike dobijenih tableta.
“Data exchange” service offers individual users metadata transfer in several different formats. Citation formats are offered for transfers in texts as for the transfer into internet pages. Citation formats include permanent links that guarantee access to cited sources. For use are commonly structured metadata schemes : Dublin Core xml and ETUB-MS xml, local adaptation of international ETD-MS scheme intended for use in academic documents.