液滴微流控(五):新型PLGA微粒制備系統(tǒng)
本文介紹了一種基于液滴微流控的新型PLGA微粒制備系統(tǒng),系統(tǒng)采用乙酸乙酯作為溶劑,,所制備PLGA顆粒具有出色的單分散性(CV<2%),,重復(fù)性高,且微粒直徑可控,。
什么是PLGA,?
PLGA(poly(lactic-co-glycolic acid)),,中文名為聚乳酸-羥基乙酸共聚物,是一種由乳酸和羥基乙酸隨機聚合而成的高分子有機化合物,,無毒,,具有良好的生物相容性、成囊和成膜等性能,,被廣泛應(yīng)用于制藥,、醫(yī)用工程材料和現(xiàn)代化工業(yè)領(lǐng)域。此外,,PLGA作為藥用輔料被收錄進美國藥典,。
在用于藥物釋放及輸送的PLGA微粒制備中,微粒大小直接關(guān)系到微粒的降解速率以及藥物釋放速率,,制備不同PLGA微粒大小顯得十分重要,。目前常見的PLGA微粒生產(chǎn)方法,如溶劑萃取,,溶劑蒸發(fā)或溶劑交換,,存在微粒離散系數(shù)高、重復(fù)性差,、制備條件苛刻等缺點,,而基于液滴微流控的PLGA制備方法,提供一個連續(xù)液滴制備過程,,可以實現(xiàn)微尺度下單分散液滴的大量生成和操作,,將液滴收集并對PLGA進行固化,便可獲得大量PLGA微粒,。
為什么用乙酸乙酯作為溶劑
目前,,在PLGA微粒制備的各個微流控系統(tǒng)中,二氯甲烷是使用廣泛的溶劑,,但其存在潛在毒性,,不是理想選擇。乙酸乙酯是制備PLGA微粒的一種新型分散溶劑,,更適合于生物應(yīng)用,。此外,乙酸乙酯由于溶解度高,,可縮短PLGA的沉淀時間,。
PLGA制備系統(tǒng)
本文中,使用不同濃度(W/V)PLGA的溶劑制備PLGA微粒,,以研究PLGA濃度與PLGA微粒直徑之間的關(guān)系,。
PLGA微粒制備系統(tǒng)示意圖如上圖所示,通過兩個不同的Flow EZ壓力泵作為流體驅(qū)動,,將試劑泵入Raydrop以生成包含有PLGA的微滴,,并在數(shù)字顯微鏡下觀察,,后通過一個3/2閥門,完成廢液和PLGA微滴的收集,。
本文所用PLGA微粒制備系統(tǒng)實物圖見下圖,。
檢測方法
為了觀察液滴形成過程,使用倒置顯微鏡(尼康,,Eclipse Ti 2)和高速相機(尼康,,PhotronFastcam)對液滴進行觀察及尺寸分析。
下圖為所觀察到的不同尺寸液滴生成過程,。
結(jié)果及分析
將含有PLGA的液滴收集,,溶劑蒸發(fā)后,其尺寸明顯變小,。
固化后的PLGA微粒單分散性好,,CV < 2%。
對使用2%濃度(W/V)PLGA所制備的微滴和PLGA微粒直徑做分析,,得到以下兩圖:
分別使用2%濃度,、5%濃度和10%濃度(W/V)的PLGA試劑制備PLGA微粒,所制備的微滴尺寸及固化后的PLGA微粒尺寸見下圖,。
結(jié)論
由以上結(jié)果表明,,此系統(tǒng)成功制備出直徑在15-50μm之間的PLGA微粒,微粒直徑可控,,且所制備微粒具有出色的單分散性(CV < 2%)。另外,,此系統(tǒng)基于液滴微流控技術(shù),,可保證PLGA微粒的連續(xù)制備,且不受長期實驗的影響,。