技術(shù)文章
Technical articles脂質(zhì)體作為一種多功能藥物載體,能夠靶向遞送多種治療藥物至特定部位,已廣泛應用于癌癥治療和生物醫學(xué)成像等領(lǐng)域。近年來(lái),連續流微流控技術(shù)被視為一種前景廣闊的脂質(zhì)體制備方法。該技術(shù)通過(guò)在微流控裝置中將含有脂質(zhì)的有機相(如乙醇)與水相混合,促使脂質(zhì)分子自組裝形成脂質(zhì)體。相比傳統的宏觀(guān)方法,微流控技術(shù)顯著(zhù)提升了脂質(zhì)體的尺寸均勻性和包封效率(EE)。盡管微流控技術(shù)在脂質(zhì)體制備中優(yōu)勢顯著(zhù),如何使用微流控技術(shù)在原位實(shí)現脂質(zhì)體純化仍是一個(gè)挑戰。特別是在微流控裝置集成過(guò)程中,去除游離藥物和有機溶劑(如乙醇)的純化過(guò)程存在技術(shù)難題,這限制了脂質(zhì)體生產(chǎn)的效率。
目前,已有多種策略用于載藥脂質(zhì)體的純化,包括透析、凝膠色譜和超濾等方法。然而,這些傳統純化技術(shù)通常存在步驟繁瑣、耗時(shí)長(cháng)的局限性。在微流控技術(shù)介導的脂質(zhì)體生產(chǎn)過(guò)程中,脂質(zhì)體與乙醇長(cháng)時(shí)間共存可能導致納米載體的不穩定性及包封物質(zhì)的泄漏。微流控透析技術(shù)通過(guò)快速去除游離藥物和乙醇,為解決這些問(wèn)題提供了潛在的解決方案。
近期,中南大學(xué)陳澤宇教授課題組在《Colloids and Surfaces B: Biointerfaces》期刊上在線(xiàn)發(fā)表題為“Dialysis-functionalized microfluidic platform for in situ formation of purified liposomes"的原創(chuàng )性論著(zhù)。該研究發(fā)明了一種透析功能化微流控平臺(dialysis-functionalized microfluidic platform DFMP),該平臺有助于在脂質(zhì)體制備的同時(shí)進(jìn)行透析這一純化過(guò)程。與傳統透析方法相比,DFMP制備的脂質(zhì)體顯示出更高的EE和更窄的尺寸分布。此外,體內光聲(PA)成像驗證了制備的脂質(zhì)體的優(yōu)異性能。結果表明,DFMP可以作為提高載藥脂質(zhì)體的生產(chǎn)效率和載藥性能的有效工具。
首先,作者提出了一種新型透析功能化微流控平臺,用于脂質(zhì)體的制備與純化。在設計上,作者利用三維螺旋微混合流道,并通過(guò)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和透析芯片。隨后,將透析膜以?shī)A持方式集成到芯片內部,形成具備透析功能的微流控平臺。該平臺能夠在合成脂質(zhì)體的同時(shí),對其進(jìn)行透析處理,從而實(shí)現脂質(zhì)體的原位純化。
作者對透析功能化微流控平臺的透析效率進(jìn)行了評估。結果顯示,隨著(zhù)透析液流速與樣品溶液流速比值的增加,透析效率逐步提升。當比值達到900:1時(shí),亞甲基藍(MB)和吲哚菁綠(ICG)溶液的透析效率分別達到了93.48±0.44%和84.71±0.80%的最高值,成功去除了脂質(zhì)體溶液中大部分的游離藥物和雜質(zhì)。
然后,作者使用透析功能化微流控平臺合成了兩種載藥脂質(zhì)體,結果顯示,相較于傳統透析,使用透析功能化微流控平臺可以在相同的流率比下合成粒徑更小、包封率更高、尺寸更加均一的脂質(zhì)體。
作者進(jìn)一步對比了常規透析和微流控透析合成的載藥脂質(zhì)體在小動(dòng)物光聲成像中的表現。結果顯示,兩種純化方式合成的脂質(zhì)體在體內分布上存在顯著(zhù)差異。使用微流控透析純化的載有吲哚菁綠(ICG)的脂質(zhì)體表現出更強的腫瘤滲透性和滯留能力,表明了其在腫瘤靶向藥物遞送中的潛在優(yōu)勢。
與其他用于脂質(zhì)體合成的微流控混合芯片相比,本研究提出的透析功能化微流控平臺具有顯著(zhù)優(yōu)勢:它能夠在脂質(zhì)體制備的同時(shí)實(shí)現純化過(guò)程。此外,該平臺能夠快速制備高包封率、粒徑分布均勻的脂質(zhì)體,符合生物醫藥領(lǐng)域對脂質(zhì)體藥物便捷制備的要求,并為脂質(zhì)體藥物的工業(yè)化生產(chǎn)提供了重要的技術(shù)指導。