微流体辅助合成PLGA药物递送系统

微流控芯片

聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）是一种生物相容性和可生物降解的聚合物，最近作为药物递送系统（DDS）的一部分引起了人们的关注。在这种情况下，对一种快速、可靠和可重复的合成方法的需求正在出现。微流体系统为以严格控制的方式合成载体以及低材料、能量和时间消耗提供了巨大的机会。这些微型装置一直是最近研究的重点，因为它们可以解决散装系统固有的挑战，例如低药物装载效率和封装、宽尺寸分布和突发初始释放。

微流体

微流体被定义为在微通道中处理或操纵小体积（微升或纳升）液体以更好地控制混合、热和/或传质的装置。微通道由各种材料制成，如聚合物（如聚二甲基硅氧烷（PDMS）或聚酰亚胺）、金属（铝）和玻璃毛细管。由于微流体合成允许严格控制颗粒的性质，该技术比传统的本体方法具有广泛的优势。根据微通道中的流动结构，微流体方法可分为两大类：基于液滴（分段）和连续微流体。

基于液滴的微流体

基于液滴的微流体用于合成微液滴、乳液和微粒，以及用于纳米材料生产的微反应器。液滴的形成是由于内部流动的不稳定性，内部流动会分裂成液滴。许多参数在液滴形成中很重要，但关键参数是通道几何形状、流速、流体粘度和表面活性剂添加量。例如，通道设计和通道直径是液滴形成现象和特性的决定因素。此外，粘度和表面活性剂的存在等流体性质是粘性剪切力的有效参数，粘性剪切力将内部流破碎成液滴。

液滴可以在各种流动状态下形成。三种主要状态是滴落、喷射和挤压。在低流速下观察到滴落模式，随着流速的增加，滴落模式转变为喷射模式。滴落模式产生具有窄尺寸分布的液滴，而喷射模式产生多分散液滴。在喷射模式下，液滴较小，表面积与体积比较高，在远离通道出口的地方形成。在挤压模式下，液滴开始生长并堵塞连续相，因此随着连续相压力的增加，液滴会断裂。因此，挤压模式的特征是流体压力的波动。

微流体中的液滴产生和混合可以通过主动和被动方法进行。在主动方法中，施加外力（如磁力、电力等）以促进液滴的形成。相比之下，在被动模式下，两种或多种不混溶的流体在接合处接触，并根据流体的性质（流量比、流动条件和装置的几何形状）形成液滴。已经评估了各种几何形状，以促进单芯或多芯液滴的产生。根据流动接触，几何形状分为三大类：并流、横流和流动聚焦。

连续相流微流体

在这种类型中，两种或多种流体在微通道中并排流动，没有分割或破裂。由于混合时间缩短，研究人员试图采用连续相流进行材料合成。由于外部流体的压缩，混合时间的减少在许多NP合成中非常重要，因为它为NP的形成提供了均匀的条件。因此，NP的尺寸分布更窄。此外，均匀的浓度、热量和流体分布发生在内部流体中，远离通道壁，这防止了靠近通道壁的颗粒产生，从而减少了通道堵塞。

用于PLGA药物递送系统的微流体系统

在过去的二十年里，基于PLGA的药物递送系统正在微流体中生产。有几份关于使用该技术生产基于PLGA的MP、NP和微纤维的报告。多种药物已被装载到基于PLGA的MP和NP中，在各种微通道中，如PDMS微流体、玻璃毛细管、酚醛树脂基微流体芯片、铝和硅。然而，在微流体中生产微纤维不是常用的合成方法，特别是用于药物输送目的。该方法已被用于生产用于组织工程支架的微纤维。然而，这种方法生产的微纤维在DDS中有缺点，例如微纤维结构中存在空隙，以及由于固化过程而产生的纤维的水凝胶性质。

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