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(yīng)用于癌癥治療和生物醫(yī)學成像等領(lǐng)域。近年來，連續(xù)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(tǒng)的宏觀方法，微流控技術(shù)顯著提升了脂質(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，如何使用微流控技術(shù)在原位實現(xiàn)脂質(zhì)體純化仍是一個挑戰(zhàn)。特別是在微流控裝置集成過程中，去除游離藥物和有機溶劑（如乙醇）的純化過程存在技術(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(tǒng)純化技術(shù)通常存在步驟繁瑣、耗時長的局限性。在微流控技術(shù)介導(dǎo)的脂質(zhì)體生產(chǎn)過程中，脂質(zhì)體與乙醇長時間共存可能導(dǎo)致納米載體的不穩(wěn)定性及包封物質(zhì)的泄漏。微流控透析技術(shù)通過快速去除游離藥物和乙醇，為解決這些問題提供了潛在的解決方案。
近期，中南大學陳澤宇教授課題組在《Colloids and Surfaces B: Biointerfaces》期刊上在線發(fā)表題為“Dialysis-functionalized microfluidic platform for in situ formation of purified liposomes”的原創(chuàng)性論著。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)體制備的同時進行透析這一純化過程。與傳統(tǒng)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(nèi)光聲（PA）成像驗證了制備的脂質(zhì)體的優(yōu)異性能。結(jié)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(shè)計上，作者利用三維螺旋微混合流道，并通過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，將透析膜以夾持方式集成到芯片內(nèi)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，對其進行透析處理，從而實現(xiàn)脂質(zhì)體的原位純化。
圖1. 透析功能化微流控平臺（DFMP）的設(shè)計、制造方案。
作者對透析功能化微流控平臺的透析效率進行了評估。結(jié)果顯示，隨著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，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)。
圖2. 透析功能化微流控平臺透析效率測試。
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(jié)果顯示，相較于傳統(tǒng)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。
圖3. 不同純化方式下的脂質(zhì)體粒徑、PDI和包封率測試。
作者進一步對比了常規(guī)透析和微流控透析合成的載藥脂質(zhì)體在小動物光聲成像中的表現(xiàn)。結(jié)果顯示，兩種純化方式合成的脂質(zhì)體在體內(nèi)分布上存在顯著差異。使用微流控透析純化的載有吲哚菁綠（ICG）的脂質(zhì)體表現(xiàn)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。
圖4. 使用不同純化方式的脂質(zhì)體在小鼠體內(nèi)PA成像實驗。
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優(yōu)勢：它能夠在脂質(zhì)體制備的同時實現(xiàn)純化過程。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(yī)藥領(lǐng)域?qū)χ|(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(dǎo)。
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2024.113829
