Three dimensional (3D) printing was used as a novel medicine formulation technique for production of viable tablets capable of satisfying regulatory tests and matching the release of standard commercial tablets. Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC 2208) (Methocel™ K100M Premium) and poly(acrylic acid) (PAA) (Carbopol® 974P NF) were used as a hydrophilic matrix for a sustained release (SR) layer. Hypromellose® (HPMC 2910) was used as a binder while microcrystalline cellulose (MCC) (Pharmacel® 102) and sodium starch glycolate (SSG) (Primojel®) were used as disintegrants for an immediate release (IR) layer. Commercial guaifenesin bi-layer tablets (GBT) were used as a model drug (Mucinex®) for this study. There was a favourable comparison of release of the active guaifenesin from the printed hydrophilic matrix compared with the commercially available GBT. The printed formulations were also evaluated for physical and mechanical properties such as weight variation, friability, hardness and thickness as a comparison to the commercial tablet and were within acceptable range as defined by the international standards stated in the United States Pharmacopoeia (USP). All formulations (standard tablets and 3D printed tablets) showed Korsmeyer-Peppas n values between 0.27 and 0.44 which indicates Fickian diffusion drug release through a hydrated HPMC gel layer.

We have employed three-dimensional (3D) extrusion-based printing as a medicine manufacturing technique for the production of multi-active tablets with well-defined and separate controlled release profiles for three different drugs. This ‘polypill’ made by a 3D additive manufacture technique demonstrates that complex medication regimes can be combined in a single tablet and that it is viable to formulate and ‘dial up’ this single tablet for the particular needs of an individual. The tablets used to illustrate this concept incorporate an osmotic pump with the drug captopril and sustained release compartments with the drugs nifedipine and glipizide. This combination of medicines could potentially be used to treat diabetics suffering from hypertension. The room temperature extrusion process used to print the formulations used excipients commonly employed in the pharmaceutical industry. Attenuated Total Reflectance Fourier Transform Infrared Spectroscopy (ATR-FTIR) and X-ray powder diffraction (XRPD) were used to assess drug–excipient interaction. The printed formulations were evaluated for drug release using USP dissolution testing. We found that the captopril portion showed the intended zero order drug release of an osmotic pump and noted that the nifedipine and glipizide portions showed either first order release or Korsmeyer–Peppas release kinetics dependent upon the active/excipient ratio used.