脂質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成像等領域。近年來，連續流微流控技術被視為一種前景廣闊的脂質體制備方法。該技術通過在微流控裝置中將含有脂質的有機相（如乙醇）與水相混合，促使脂質分子自組裝形成脂質體。相比傳統的宏觀方法，微流控技術顯著提升了脂質體的尺寸均勻性和包封效率（EE）。盡管微流控技術在脂質體制備中優勢顯著，如何使用微流控技術在原位實現脂質體純化仍是一個挑戰。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難題，這限制了脂質體生產的效率。
目前，已有多種策略用于載藥脂質體的純化，包括透析、凝膠色譜和超濾等方法。然而，這些傳統純化技術通常存在步驟繁瑣、耗時長的局限性。在微流控技術介導的脂質體生產過程中，脂質體與乙醇長時間共存可能導致納米載體的不穩定性及包封物質的泄漏。微流控透析技術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》期刊上在線發表題為“Dialysis-functionalized microfluidic platform for in situ formation of purified liposomes”的原創性論著。該研究發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體制備的同時進行透析這一純化過程。與傳統透析方法相比，DFMP制備的脂質體顯示出更高的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體的優異性能。結果表明，DFMP可以作為提高載藥脂質體的生產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，并通過摩方精密面投影微立體光刻（PμSL）高精度3D打印技術（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體的同時，對其進行透析處理，從而實現脂質體的原位純化。
圖1. 透析功能化微流控平臺（DFMP）的設計、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，成功去除了脂質體溶液中大部分的游離藥物和雜質。
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體。
圖3. 不同純化方式下的脂質體粒徑、PDI和包封率測試。
作者進一步對比了常規透析和微流控透析合成的載藥脂質體在小動物光聲成像中的表現。結果顯示，兩種純化方式合成的脂質體在體內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勢。
圖4. 使用不同純化方式的脂質體在小鼠體內PA成像實驗。
與其他用于脂質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勢：它能夠在脂質體制備的同時實現純化過程。此外，該平臺能夠快速制備高包封率、粒徑分布均勻的脂質體，符合生物醫藥領域對脂質體藥物便捷制備的要求，并為脂質體藥物的工業化生產提供了重要的技術指導。
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2024.113829
