微流體輔助合成PLGA藥物遞送系統(tǒng)
聚乳酸-羥基乙酸共聚物(PLGA)是一種生物相容性和可生物降解的聚合物,最近作為藥物遞送系統(tǒng)(DDS)的一部分引起了人們的關(guān)注。在這種情況下,對(duì)一種快速、可靠和可重復(fù)的合成方法的需求正在出現(xiàn)。微流體系統(tǒng)為以嚴(yán)格控制的方式合成載體以及低材料、能量和時(shí)間消耗提供了巨大的機(jī)會(huì)。這些微型裝置一直是最近研究的重點(diǎn),因?yàn)樗鼈兛梢越鉀Q散裝系統(tǒng)固有的挑戰(zhàn),例如低藥物裝載效率和封裝、寬尺寸分布和突發(fā)初始釋放。
微流體
微流體被定義為在微通道中處理或操縱小體積(微升或納升)液體以更好地控制混合、熱和/或傳質(zhì)的裝置。微通道由各種材料制成,如聚合物(如聚二甲基硅氧烷(PDMS)或聚酰亞胺)、金屬(鋁)和玻璃毛細(xì)管。由于微流體合成允許嚴(yán)格控制顆粒的性質(zhì),該技術(shù)比傳統(tǒng)的本體方法具有廣泛的優(yōu)勢(shì)。根據(jù)微通道中的流動(dòng)結(jié)構(gòu),微流體方法可分為兩大類:基于液滴(分段)和連續(xù)微流體。
基于液滴的微流體
基于液滴的微流體用于合成微液滴、乳液和微粒,以及用于納米材料生產(chǎn)的微反應(yīng)器。液滴的形成是由于內(nèi)部流動(dòng)的不穩(wěn)定性,內(nèi)部流動(dòng)會(huì)分裂成液滴。許多參數(shù)在液滴形成中很重要,但關(guān)鍵參數(shù)是通道幾何形狀、流速、流體粘度和表面活性劑添加量。例如,通道設(shè)計(jì)和通道直徑是液滴形成現(xiàn)象和特性的決定因素。此外,粘度和表面活性劑的存在等流體性質(zhì)是粘性剪切力的有效參數(shù),粘性剪切力將內(nèi)部流破碎成液滴。
液滴可以在各種流動(dòng)狀態(tài)下形成。三種主要狀態(tài)是滴落、噴射和擠壓。在低流速下觀察到滴落模式,隨著流速的增加,滴落模式轉(zhuǎn)變?yōu)閲娚淠J健5温淠J疆a(chǎn)生具有窄尺寸分布的液滴,而噴射模式產(chǎn)生多分散液滴。在噴射模式下,液滴較小,表面積與體積比較高,在遠(yuǎn)離通道出口的地方形成。在擠壓模式下,液滴開(kāi)始生長(zhǎng)并堵塞連續(xù)相,因此隨著連續(xù)相壓力的增加,液滴會(huì)斷裂。因此,擠壓模式的特征是流體壓力的波動(dòng)。
微流體中的液滴產(chǎn)生和混合可以通過(guò)主動(dòng)和被動(dòng)方法進(jìn)行。在主動(dòng)方法中,施加外力(如磁力、電力等)以促進(jìn)液滴的形成。相比之下,在被動(dòng)模式下,兩種或多種不混溶的流體在接合處接觸,并根據(jù)流體的性質(zhì)(流量比、流動(dòng)條件和裝置的幾何形狀)形成液滴。已經(jīng)評(píng)估了各種幾何形狀,以促進(jìn)單芯或多芯液滴的產(chǎn)生。根據(jù)流動(dòng)接觸,幾何形狀分為三大類:并流、橫流和流動(dòng)聚焦。
連續(xù)相流微流體
在這種類型中,兩種或多種流體在微通道中并排流動(dòng),沒(méi)有分割或破裂。由于混合時(shí)間縮短,研究人員試圖采用連續(xù)相流進(jìn)行材料合成。由于外部流體的壓縮,混合時(shí)間的減少在許多NP合成中非常重要,因?yàn)樗鼮镹P的形成提供了均勻的條件。因此,NP的尺寸分布更窄。此外,均勻的濃度、熱量和流體分布發(fā)生在內(nèi)部流體中,遠(yuǎn)離通道壁,這防止了靠近通道壁的顆粒產(chǎn)生,從而減少了通道堵塞。
用于PLGA藥物遞送系統(tǒng)的微流體系統(tǒng)
在過(guò)去的二十年里,基于PLGA的藥物遞送系統(tǒng)正在微流體中生產(chǎn)。有幾份關(guān)于使用該技術(shù)生產(chǎn)基于PLGA的MP、NP和微纖維的報(bào)告。多種藥物已被裝載到基于PLGA的MP和NP中,在各種微通道中,如PDMS微流體、玻璃毛細(xì)管、酚醛樹(shù)脂基微流體芯片、鋁和硅。然而,在微流體中生產(chǎn)微纖維不是常用的合成方法,特別是用于藥物輸送目的。該方法已被用于生產(chǎn)用于組織工程支架的微纖維。然而,這種方法生產(chǎn)的微纖維在DDS中有缺點(diǎn),例如微纖維結(jié)構(gòu)中存在空隙,以及由于固化過(guò)程而產(chǎn)生的纖維的水凝膠性質(zhì)。
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標(biāo)簽:   微流控芯片
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