聚合物囊泡的微流体驱动模板制备,具有可定制的尺寸和快速的细胞内化
Donghua Dong1, Tong Zhu1, Guoxing Liao1
1South China Advanced Institute for Soft Matter Science and Technology, School of Emergent Soft Matter, Guangdong Provincial Key Laboratory of Functional and Intelligent Hybrid Materials and Devices, Guangdong Basic Research Center of Excellence for Energy and Information Polymer Materials, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China. lingewang@scut.edu.cn.
Biomaterials science
|April 16, 2025
概括
一种新的微球模板方法精确地控制了聚合物囊泡的大小和结构. 这种微流体方法使得对药物输送和纳米反应器的先进应用进行按需调整.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 传统的聚合物囊泡制造方法由于随机自组装,无法控制囊泡架构.
- 当前方法的局限性阻碍了对囊泡大小和均性的精确控制,影响了它们的生物医学应用.
研究的目的:
- 开发一种新的微球模板策略,用于控制的聚合物囊泡制造.
- 通过将微流体精度与块共聚合物组装相协同,克服传统方法的局限性.
- 为了实现聚合物囊泡的按需尺寸调整,这种能力是用传统方法无法实现的.
主要方法:
- 通过优化流速,阻断共聚合物度和收集距离,使用微流体学设计乳液模板.
- 利用半径平方定律来规范均囊泡的演变.
- 多尺度表征包括动态光散射 (DLS),光学显微镜 (OM),扫描电子显微镜 (SEM) 和传输电子显微镜 (TEM) 以阐明模板到气囊过渡.
主要成果:
- 实现了大小范围直径为70-170nm的均聚合物囊泡,聚分散度指数 (PDI) 为0.16.
- 证明了囊泡的按需尺寸调整,与传统方法相比,这是一个显著的进步.
- 由此产生的纳米级囊泡显示HUVECs和4T1细胞的快速细胞吸收 (>95%在3小时内) 具有高生物相容性 (>85%活力在36小时内).
结论:
- 微球模板策略为精密聚合物囊泡制造提供了一个可扩展的平台.
- 建立了模板自组装,桥梁微流体学和软物质科学的基本原则.
- 该方法为药物输送,纳米反应器和合成生物学中量身定制的囊泡开辟了新的途径.
