Small:基于微流控技术的纳米颗粒药物传递

在过去的几十年里,纳米颗粒在药物传递方面的应用引起了人们极大的关注。研究人员开发了各种纳米药物传递系统来解决游离药物在实际应用中遇到的各种问题,例如药物溶解性差、生物利用度差、药物性质不稳定、严重的不良反应和缺乏靶向性等。相比于传统的大体积生产方式,微流控技术有着很多优点,例如它能够处理皮升(或更小)体积的样品、有着更低的生产成本和更短的生产时间,以及通过快速混合、快速传质、精确控制反应条件和试剂的添加去实现对纳米颗粒性质(如大小、形状、表面性质、结构等)的精确控制,为制备用于药物传递的纳米颗粒提供了一种很有前途的策略。更重要的是,纳米颗粒可以在微流控混合器中实现连续生产,同时微流控混合器能够为纳米颗粒的合成提供稳定且可控的反应环境,有利于持续合成尺寸、形状、表面物化性质一致的纳米颗粒。此外,高通量微流控混合器可通过多通道并行放大来实现,有利于其在实际应用中对载药纳米颗粒的大规模工业化生产。新型冠状病毒mRNA疫苗的成功不仅是mRNA疫苗的一个重要里程碑,也是微流控技术和纳米药物的一个重要里程碑,它证明了微流控技术在纳米药物工业化生产方面的可行性和多功能性。

澳大利亚阿德莱德大学赵春霞教授以及团队成员刘云杨光泽博士等介绍和总结了近年来微流控技术在纳米药物传递领域的研究进展及其最近在疫苗领域的成功应用。他们预计微流控这一迅速发展的技术不仅在实验室研究中,且在工业化大规模生产中也会受到广泛的关注。

在该综述中,作者们重点介绍了三种类型的纳米颗粒,包括经典的有机纳米颗粒、无机纳米颗粒和复合纳米颗粒,以及它们的微流控合成方法。首先,作者们介绍了微流控技术在有机纳米颗粒合成方面的应用,并重点讨论了几种典型微流控混合器(例如基于流体动力流动聚焦的微混合器、交错人字型微混合器和声流体微混合器等)及其在制备脂质体、脂质纳米颗粒和聚合物纳米颗粒方面的应用,以及它们的合成机理。然后,作者们讨论了几种具有代表性的无机纳米颗粒(如二氧化硅、金属、金属氧化物和量子点)以及复合纳米颗粒的微流控合成方法。最后,作者们总结了微流控技术制备的纳米颗粒在各种药物传递方面的应用,并展望了微流控的未来改进方向,如提高合成颗粒浓度、一体化集成纯化分析等功能芯片、加强对无机颗粒合成的控制、结合机器学习等。

论文信息:

Microfluidic Nanoparticles for Drug Delivery

Yun Liu, Guangze Yang, Yue Hui, Supun Ranaweera, Chun-Xia Zhao*

Small

DOI: 10.1002/smll.202106580

原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202106580