脂質(zhì)體作為最有前景的藥物載體之一，可以改變藥物的藥代動(dòng)力學(xué)特性，延長(cháng)藥物的循環(huán)時(shí)間，減少藥物的毒副作用，已被廣泛應用于抗腫瘤藥物遞送、基因治療、醫學(xué)成像等領(lǐng)域。值得注意的是，脂質(zhì)體的粒徑對于脂質(zhì)體在體內的血液循環(huán)、細胞攝取和組織滲透等方面都發(fā)揮著(zhù)重要作用，因此，對脂質(zhì)體藥物的藥效學(xué)和藥代動(dòng)力學(xué)產(chǎn)生重要的影響。

目前，常見(jiàn)的脂質(zhì)體制備方法包括薄膜水化法、逆向蒸發(fā)法、乙醇注入法等，這些方法都難以在脂質(zhì)體形成的過(guò)程中對脂質(zhì)體的粒徑進(jìn)行直接的調控。傳統的后處理方法，如脂質(zhì)體擠出和超聲振蕩，雖然可以減小脂質(zhì)體的粒徑，但存在著(zhù)耗時(shí)久、效率低、重復性差等缺點(diǎn)。微流控法可以在脂質(zhì)體形成的過(guò)程中，通過(guò)調節緩沖液和脂質(zhì)溶液的流率比來(lái)對脂質(zhì)體的粒徑進(jìn)行直接的調控，但是，這種方法無(wú)疑會(huì )改變脂質(zhì)體的濃度，進(jìn)而對脂質(zhì)體的包封效率、穩定性產(chǎn)生影響。因此，開(kāi)發(fā)出一種能夠在不改變流率比的條件下對脂質(zhì)體進(jìn)行精準的粒徑調控方法對于促進(jìn)脂質(zhì)體生產(chǎn)及應用研究具有重大意義。

近期，中南大學(xué)湘雅醫院皮膚科、芙蓉實(shí)驗室、中南大學(xué)機電工程學(xué)院等研究團隊在《Nano Letters》（IF=9.6）期刊上在線(xiàn)發(fā)表題為“Cavitation-on-a-Chip Enabled Size-Specific Liposomal Drugs for Selective Pharmacokinetics and Pharmacodynamics"的原創(chuàng )性論著(zhù)。該研究發(fā)明了一種可控微流控聲空化（Controllable cavitation-on-a-chip, CCC）策略，該方法有助于在不改變流率比（FRR）的條件下精確調節脂質(zhì)體藥物的粒徑分布。該方法制備的不同粒徑分布的脂質(zhì)體藥物在荷瘤動(dòng)物和黑色素瘤患者衍生的類(lèi)器官模型中，均表現出差異性的藥物分布和抗腫瘤功效，揭示了該方法在調節藥效學(xué)和藥代動(dòng)力學(xué)方面具有巨大的應用潛力。據悉，這項研究的第一作者和第一通訊作者單位均為中南大學(xué)。20級博士研究生單晗和22級博士研究生俞念舟為該論文共同第一作者；中南大學(xué)湘雅醫院皮膚科陳翔教授、趙爽副研究員、中南大學(xué)機電工程學(xué)院陳澤宇教授為該論文共同通訊作者。

首先，作者提出了一種微流控聲空化芯片及其制備不同粒徑脂質(zhì)體的方法。作者使用摩方精密面投影微立體光刻（PμSL）高精度3D打印技術(shù)（nanoArch®S140，精度：10μm）制作了微流控混合芯片，并通過(guò)仿真計算設計了超聲換能器，最終將微流控混合芯片和超聲換能器裝配成了微流控聲空化芯片。該微流控聲空化芯片可以在不改變緩沖液和脂質(zhì)溶液的流率比的條件下，使用可控的聲空化效應在脂質(zhì)體的合成過(guò)程中對脂質(zhì)體的粒徑進(jìn)行直接調控。

然后，作者使用微流控聲空化芯片合成了多種不同類(lèi)型的脂質(zhì)體藥物，結果顯示，使用微流控聲空化芯片可以在低流率比的條件下合成粒徑更小、包封率更高、尺寸更加均一的脂質(zhì)體。

作者進(jìn)一步使用合成的不同粒徑載藥脂質(zhì)體進(jìn)行了細胞攝取、小動(dòng)物光聲成像、小動(dòng)物活體熒光成像研究。結果表明，不同粒徑分布的脂質(zhì)體具有明顯差異性的細胞攝取和體內分布。有趣的是，相比于大粒徑的ICG脂質(zhì)體，小粒徑的ICG脂質(zhì)體在腫瘤部位和腎臟部位具有更明顯的富集。

接著(zhù)，作者在小鼠黑色素瘤（B16-F10）模型和乳腺癌（4T1）模型進(jìn)行了腫瘤治療實(shí)驗。結果表明，相比于大粒徑的脂質(zhì)體藥物，由于小粒徑的脂質(zhì)體藥物具有更明顯的腫瘤富集效率，因此呈現出了更顯著(zhù)的抗腫瘤效果。

最后，作者利用患者來(lái)源腫瘤類(lèi)器官進(jìn)行了粒徑特異性脂質(zhì)體藥物的類(lèi)器官攝取和毒性實(shí)驗。結果表明，小粒徑的脂質(zhì)體可以更容易被腫瘤類(lèi)器官攝取。此外，包封抗腫瘤藥物的小粒徑脂質(zhì)體對腫瘤類(lèi)器官的生長(cháng)具有更明顯的抑制作用。

與其他用于合成脂質(zhì)體的微流控混合芯片相比，本工作提出的微流控聲空化芯片能夠在不改變流率比和微通道結構的條件下對脂質(zhì)體進(jìn)行精準的粒徑調控。另外，利用微流控聲空化芯片可以快速地制備不同粒徑的脂質(zhì)體，能夠滿(mǎn)足生物醫藥領(lǐng)域對脂質(zhì)體藥物粒徑分布的多樣化需求。