通过微流体和批量纳米沉技术优化PLGA纳米粒子配方
Gül Kozalak1,2,3, Salar Heyat Davoudian2,4, Evangelos Natsaridis1
1Group of Biointerfaces, Institute of Chemistry and Bioanalytics, University of Applied Sciences and Arts Northwestern Switzerland, Hofackerstrasse 30, 4132 Muttenz, Switzerland.
Micromachines
|September 27, 2025
概括
使用微流体技术实现了优化用于药物输送的聚乳糖糖酸 (PLGA) 纳米颗粒生产. 与批量方法相比,三入口微流体设计产生了更小,更均的纳米粒子,具有更高的稳定性.
科学领域:
- 纳米技术和材料科学 材料科学
- 生物医学工程 生物医学工程
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 聚糖乳糖酸 (PLGA) 纳米颗粒对于药物输送至关重要.
- 可扩展和可重复制造PLGA纳米颗粒的制造面临着重大挑战.
- 当前的生产方法往往缺乏对纳米粒子特性的精确控制.
研究的目的:
- 优化用于药物输送的多乳糖合糖酸 (PLGA) 纳米颗粒配方.
- 将传统批量方法与纳米粒子生产的微流体方法进行比较.
- 研究微流体几何和流量参数对纳米粒子特性和稳定性的影响.
主要方法:
- 结合实验性纳米沉与计算流体动力学 (CFD) 建模.
- 使用实验设计 (DoE) 进行批量流程优化.
- 通过变化流速比率 (FRR) 和总流速 (TFR) 系统地探索微流体混合.
- 比较Y结和三入口微流体混合器设计.
- 使用CFD模拟来分析混合效率和PLGA度梯度.
- 使用理论建模来预测基于模拟出口度的纳米粒子大小.
主要成果:
- 三入口微流体设计产生了更小,更均的PLGA纳米粒子.
- 使用三入口设计制造的纳米粒子表现出优越的溶解后稳定性.
- CFD模拟证实了三入口配置中的增强混合和接口接触.
- 纳米粒子大小的理论预测与实验观测非常相匹配.
- 微流体几何学显著影响纳米粒子核化动态.
结论:
- 微流体系统,特别是三入口设计,与批量方法相比,在PLGA纳米粒子生产上提供了更好的控制.
- 结合CFD建模和实验研究,为优化纳米药物生产提供了一个强大的框架.
- 这种方法可以合理设计可扩展和可重复的纳米医学制造工艺.
- 了解微流体几何学的作用是控制先进药物输送应用中纳米粒子形成的关键.
