2025年8月6日，印度旁遮普邦玛哈拉贾兰吉特辛格技术大学、奇特卡拉大学与ThincrTechnologies的研究团队在ScienceDirect平台发布一篇综述，系统梳理了3D打印技术在解决儿童结核病临床及药物挑战中的应用证据。该综述以《Annalsof3DPrintedMedicine》期刊刊载的《Pioneeringerainpaediatrictuberculosis:Utilizationof3Dprintingtechnology》为题，重点探讨了增材制造技术如何应对儿童结核病的独特临床需求。
相较于成人结核病，儿童病例多呈现肺外表现，导致诊断与治疗难度显著增加。儿童患者痰液样本获取困难，且常见症状缺乏特异性。美国疾控中心2020年数据显示，该国14岁以下儿童中确诊结核病病例317例，其中1-4岁幼童为主要感染群体，10-14岁青少年占比亦较高。全球范围内，诊断基础设施不足进一步加剧了这一挑战。当前，研究团队正通过3D打印技术开发定制解剖模型、局部给药植入物及智能口服给药系统，以突破传统诊疗局限。
在药物递送领域，一项研究利用熔融沉积成型（FDM）技术制备口服异烟肼片，其药物释放时长因打印密度及聚合物成分差异，覆盖40分钟至800分钟以上范围。研究采用热熔挤出丝材，并复合羟丙基纤维素等药用聚合物，实现了药物释放特性的可控定制，且无需调整药物本身配方。
另一团队针对脊柱结核设计了具有截头六面体结构的3D打印支架，该支架与羟基磷灰石-明胶-链霉素复合骨替代糊剂结合使用后，材料抗压强度从1.5MPa提升至近4.8MPa，链霉素释放量控制在4.9%-6.5%区间，足以实现局部杀菌效果。扫描电子显微镜分析证实，骨替代糊剂已完全渗透至支架多孔晶格结构中。
此外，研究人员基于聚乳酸-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（PLA-ABS）支架构建了功能性脊柱单元替代物，并嵌入载有利福平-左氧氟沙星的水凝胶。60天体内研究显示，植入物在保持机械强度、持续释放抗生素的同时，成功与周围组织整合，并通过添加富血小板血浆促进了椎间盘成分再生。
诊断方面，一团队利用3D打印组件开发了倒置显微镜，用于支持结核病培养分析的MODS检测；另一项目则将便携式紫外荧光装置与3D打印外壳及智能手机辅助成像结合，构建了“日出式”SmartAmp核酸检测系统。该系统可检测浓度低至每微升10飞克的结核病DNA，45分钟内即可输出结果。
材料选择方面，结核病药物递送系统持续拓展。一类支架设计将介孔生物活性陶瓷与聚（3-羟基丁酸酯-3-羟基己酸酯）（PHBHHx）结合，用于骨关节手术后局部递送利福平-异烟肼。复合材料在12周内稳定释放两种药物，维持组织浓度高于治疗阈值，且未引发肝肾毒性，组织学分析证实支架降解与治疗部位新骨生长同步。
另一研究通过打印双室双层片剂探索异烟肼-利福平药物相互作用。其中，醋酸羟丙甲纤维素琥珀酸酯（HPMCAS）包裹利福平以实现肠道释放，羟丙基纤维素（HPC）则使异烟肼在胃部快速释放。这种物理隔离技术保障了药物稳定性，并提升了联合治疗的生物利用度。
还有团队开发了四层植入物，通过异烟肼与利福平交替分层实现分阶段药物释放。体内测试表明，两种药物在8-12天内以交错时间达到血浆峰浓度，且植入物生物相容性良好，未干扰干细胞增殖。
打印技术选择因应用场景而异：FDM技术凭借其操作便捷性及与药用级聚合物的兼容性，在口服片剂及口腔递送系统中占主导地位；对于植入物及解剖支架，选择性激光烧结（SLS）和立体光刻（SLA）可提供更高分辨率及更复杂几何结构；诊断设备则多采用数字光处理（DLP）和SLA技术，以创建用于微流体控制或成像的精密外壳与功能通道。
材料策略呈现多元化：聚己内酯（PCL）、羟基磷灰石、明胶及复合陶瓷常用于结构型应用；口服药物递送则偏好羟丙基甲基纤维素（HPMC）等可调节溶解特性的聚合物；近期研究还探索了金属有机骨架（MOFs）和纳米复合材料，以兼顾机械强度与药物控释需求。
针对脊柱结核，一类载药支架采用陶瓷骨结构，表面涂覆由德拉马尼、莫西沙星、吡嗪酰胺组成的三重药物混合物（悬浮于聚乳酸-乙醇酸共聚物中），既提供结构支撑又实现抗生素靶向递送。另有研究开发了3D打印微针阵列，通过经皮给药利福平，避免胃肠道降解并提高患者依从性；此外，基于水凝胶的贴剂也被用于经皮输送槲皮素，以减轻肺结核患者的氧化性肺损伤。
尽管上述系统展现出显著潜力，但目前仅少数实现规模化生产或通过监管审核。多数设备需依赖专用设备与配方专业知识，且打印参数波动可能影响批间一致性。在儿科场景中，剂量精准性与安全性至关重要，因此需优先验证质量控制标准与生物相容性。
当前，多团队正致力于标准化打印参数并制定临床验证方案。分散式生产模式（如医院或区域诊所现场定制植入物/药片）引发关注，该模式对供应链受限地区具有重要价值。未来，3D打印技术有望通过持续优化材料、工艺与监管路径，为儿童结核病诊疗提供更精准、更可及的解决方案。