导 读

聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)是经 FDA、EMA 双重认证的生物可降解高分子材料,凭借优良生物相容性、可精准调控的降解周期,被广泛应用于长效注射制剂、肿瘤靶向给药、皮肤/骨组织修复等生物医药场景。传统批量乳化、喷雾干燥等 PLGA 微球制备工艺依赖机械搅拌剪切,存在粒径分布宽、批次重现性差、亲水药物包封率低、药物初期突释严重等固有缺陷,难以满足临床制剂标准化、可预测释药的核心需求。

 

微流控液滴技术依托微米级通道精准调控两相流体剪切、界面行为,可实现微球尺寸、内部核壳/多孔结构、壳层厚度的精细化定制,制备得到的微球单分散性优异、载药稳定性强,能够从制备源头解决传统工艺的释药不可控难题。近年来,基于微流控的 PLGA 微球研究快速发展,围绕均一微球基础制备、核壳长效递送载体、多功能多孔修复支架三大方向持续突破,逐步搭建起“可控制备-结构-体内治疗性能”完整研究体系,为多肽、化疗药、抗炎活性分子、干细胞共递送等前沿医用载体开发提供标准化工艺与构效理论支撑。本期整理了几篇关于微流控制备PLGA 微球的文章,供大家了解。

 

1、大连理工大学刘定胜副教授团队:同轴毛细管微反应器可控制备单分散PLGA微球

 

 

➢挑战:传统机械乳化法 PLGA 微球粒径分布极宽,CV 最高达 72%;现有微流控研究未系统梳理两相流速、聚合物浓度、反应器尺寸对液滴/固化微球尺寸的耦合影响,缺少液滴与成品微球尺寸换算规律。此外,高粘流体适配、并行放大工艺数据缺失。

 

➢方法:大连理工大学刘定胜副教授团队结合液滴微流控与溶剂挥发法,制备尺寸可控、单分散性良好的 PLGA 微球。

 

➢创新点1:实验基于液滴微流控体系,系统探究连续相、分散相流速、聚合物溶液浓度以及微反应器结构对微球粒径与粒径分布的影响;借助倒置显微镜搭配图像分析软件完成微球尺寸形貌表征,同时采用高速相机记录微通道内液滴生成全过程。

 

➢创新点2:明确各参数调控逻辑,增大连续相流量、降低 PLGA 浓度、缩小收集管均可减小微球;70 ℃ 水浴平衡固化速度与球形,多喷嘴并联具备工业化量产潜力。

 

https://doi.org/10.1016/j.powtec.2026.122778

 

2、华东理工大学岑莲教授团队:微流控技术制备壳厚可调的核壳型PLGA微球,长效递送醋酸亮丙瑞林

 

➢挑战:亲水小分子多肽药物普遍存在体内酶解快、血浆半衰期短、口服生物利用度差的问题,长效微球递送体系是解决该问题的核心手段,而如何通过工艺精准调控微球结构、进而调控载药与释药行为是当前核心难点。

 

➢方法:华东理工大学岑莲教授团队联合上海交通大学医学院附属瑞金医院研究人员搭建三相玻璃毛细管微流控装置,以制备负载醋酸亮丙瑞林(LA)的核壳型 PLGA 微球,通过调控中间相与内相流量比调节微球壳层厚度,探究壳层结构对多肽载药、释放行为的影响。

 

➢创新点1:实验将中间相与内相流量比(Qm/Qi)设置为 1~6 区间,制备出不同壳层结构的 PLGA 微球;采用高效液相色谱(HPLC)定量微球内醋酸亮丙瑞林含量并评价其长期释放性能。

 

➢创新点2:结果显示该装置可制备平均粒径 80 μm、核壳结构清晰均一的微球;提升壳层厚度可将药物包封率由 65.48% 提升至 87.66%,同时将初期突释由 59.24% 降至 23.52%,长效缓释周期由 30 天延长至 70 天。

 

➢创新点3:本研究揭示微流控调控下核壳 PLGA 微球 “结构 - 释药性能” 内在规律,为可预测长效多肽递送系统的理性设计提供理论与工艺依据。


https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.6c00309

 

3、南昌大学附属口腔医院廖岚教授等人:共载姜黄素与干细胞的开放多孔PLGA微球,用于糖尿病创面治疗

 

 

➢挑战:糖尿病患者的创面愈合过程复杂,且因伤口微环境紊乱(以慢性炎症、高血糖为典型特征)受到显著阻碍。干细胞治疗与药物治疗相结合被视为未来极具应用前景的治疗手段,但干细胞增殖能力有限、药物利用效率不足的问题,为实现理想的治疗效果带来了巨大挑战。

 

➢方法: 南昌大学附属口腔医院廖岚教授联合牡丹江医科大学袁晓环教授、武艳副教授等人采用气体辅助微乳液挥发法设计并制备开孔型 PLGA 微球;微球内部负载姜黄素并实现缓慢释放,同时大孔结构可为骨髓间充质干细胞(BMSCs)提供充足附着空间,药物缓释周期可达 35 天。

 

➢创新点1:实验结果表明,姜黄素持续释放能够促进干细胞增殖、维持干细胞活性,同时调控创面免疫微环境;该复合微球可激活细胞线粒体自噬,有效缓解创面炎症。

 

➢创新点2:姜黄素与干细胞协同作用可促进血管新生、重塑创面胶原网络,提升创面修复能力。综上,药物与干细胞复合微球在糖尿病创面治疗领域具备广阔应用前景。

 

https://doi.org/10.7150/thno.120285

 

4、苏州大学曹青日教授课题组:工程化长效阿哌沙班负载PLGA微球,用于治疗房颤引起的卒中

 

 

➢挑战:房颤会大幅提升卒中发病风险,同时也是成年人重要致死诱因,因此临床亟需高效抗凝治疗方案。阿哌沙班作为直接 Xa 因子抑制剂,目前仅有片剂剂型,存在患者服药依从性差、给药剂量易出错等问题,亟待开发新型给药载体。

 

➢方法: 常规情况下,50/50 配比 PLGA 相较 75/25 配比 PLGA 更易出现药物突释。该研究借助分子模拟证实阿哌沙班与 PLGA 50/50 之间可形成强氢键作用,并验证该相互作用能够将 PLGA 50/50 体系的药物释放模式由速释转变为长效缓释。基于此,苏州大学药学院曹青日教授课题组联合苏州大学附属一院和苏州大学功能纳米与软物质研究院,采用微流控耦合 S/O/W 复乳溶剂挥发法,制备用于卒中预防的阿哌沙班长效微球。

 

➢创新点1:通过单因素试验结合正交试验,对低、中、高载药三组阿哌沙班微球(Apixaban-Ms)配方完成优化,并实现规模化制备;所得微球球形规整、表面光滑。

 

➢创新点2:分子模拟首次阐释了该微球体系的长效释药机制;差示扫描量热(DSC)与 X 射线衍射(XRD)结果证实药物以晶态负载于微球内部,且材料热学性质发生改变。

 

➢创新点3:采用人脐静脉内皮细胞(HUVEC)开展体外安全与生物相容性评价,证实该微球安全无毒、生物相容性良好。体内药代动力学实验显示制剂具备长效释药特征;体内外药效学研究均表明,该微球可通过抑制 Xa 因子活性、延长活化部分凝血活酶时间(APTT)与凝血酶原时间(PT),实现持久抗凝效果。

 

https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.164321

 

5、河北大学胡连栋教授团队:创新离心微流控方法用于合成利培酮负载PLGA微球

 

 

➢挑战:传统机械搅拌法制备缓释微球粒径分布宽、批次差异大,难以精准调控释药行为;常规压力驱动微流控虽可制备高度均一PLGA微球,但依赖精密泵与微加工芯片,设备成本高、通量低,难以规模化生产;旋盘雾化等离心制滴手段液膜波动大,微球粒径均一性差。

 

➢方法: 河北大学胡连栋教授团队提出一种新颖高效的离心微流控技术来制备负载利培酮的聚乳酸-羟基乙酸共聚物 (PLGA) 微球 (RIS-MS)。

 

➢创新点1:研究考察并优化了 PLGA 种类与浓度、微通道内径、离心转速等关键工艺参数对微球粒径、表面形貌及药物释放行为的影响,并以家兔为模型开展体内药代动力学实验。

 

➢创新点2:结果表明,当 PLGA 含量为 15% 或更高时,内径为 170-210 μm 的微通道可以以 400 转/分钟 (rpm) 的离心速度生产 RIS-MS。RIS-MS 的平均血药浓度更稳定,Cmax显著低于悬浮液组,且能在兔子体内持续释放RIS长达42天。

 

➢创新点3:这项研究为使用离心微流控技术开发微球提供了开创性思路。优化后的 RIS-MS 缓释性能优异, 具备精神分裂症长效治疗的应用潜力。


https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2025.125484

 

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