• 分散相流體速度：0.5-30μL/min

• 連續(xù)相流體速度：10-125μL/min

• 液滴尺寸范圍：35-101μm

• 固化顆粒尺寸范圍：12-44μm（最小可做到2μm）

• 液滴頻率：最大14KHz

• 聚合物濃度：1,、2,、10、20%（w/v）

• 顆粒單分散性：CV＜5%

由于PLGA具有生物降解性和生物相容性,，作為藥物載體被廣泛使用,，是美國(guó)食品和藥物管理局批準(zhǔn)的幾種疾病治療方法的基礎(chǔ)。

制造高單分散微球用于藥物控制釋放和靶向給藥是一個(gè)普遍性的需求,。在這些應(yīng)用中,，對(duì)bead大小分布的精確控制尤為重要，影響著實(shí)體瘤的高通透性和滯留效應(yīng),。

此外,，微球的大小決定了降解速率，從而決定了藥物的釋放速率,。bead的尺寸對(duì)其表面積與體積比有很大的影響,，從而影響了表面功能基團(tuán)的數(shù)量。在靶向給藥應(yīng)用中,，這反過(guò)來(lái)又決定了bead對(duì)特定位點(diǎn)的偏好,。

傳統(tǒng)的以乳化液為基礎(chǔ)的PLGA顆粒制造方法，每一批都會(huì)生產(chǎn)出直徑范圍很廣的bead,。通過(guò)控制剪切能的輸入,，有一定程度的尺寸選擇?；谝旱挝⒘骺胤椒?，在一個(gè)單一的步驟中產(chǎn)生高單分散顆粒，從而提高了該工藝的產(chǎn)量,。

采用液滴微流控方法生產(chǎn)PLGA顆粒是通過(guò)液滴的形成和溶劑萃取實(shí)現(xiàn)的,，使用了兩種部分可混溶溶劑二氯甲烷(DCM)和水，PLGA溶解在DCM形成分散相,，水相表面活性劑共混形成連續(xù)相流體,，表面活性劑吸附在液滴和穩(wěn)定乳液的載體之間的流體界面上。

【主要設(shè)備】

3臺(tái)Mitos壓力泵,、2個(gè)流量監(jiān)測(cè)模塊,、一套氦氣供應(yīng)系統(tǒng),、親水液滴芯片、截止閥,、含氟連接管,、接頭等。

【主要試劑】

99.8%的DCM（需0.2μm針筒過(guò)濾器）,、PLGA溶解在DCM中的四種不同濃度溶液,、水和2%PVA（需0.2微米針筒過(guò)濾器）。

一,、PLGA顆粒形成

液滴形成后,，DCM開(kāi)始擴(kuò)散到周?chē)乃?，從而消耗液滴中的溶劑,，液滴中的溶劑消耗增加了PLGA的濃度，直到達(dá)到過(guò)飽和時(shí),，PLGA液滴開(kāi)始沉淀,，知道轉(zhuǎn)化成PLGA顆粒。溶劑的去除導(dǎo)致體積的比例減少,，因此尺寸減小,。

為了展示顆粒形成過(guò)程，用下圖實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做進(jìn)一步闡述：

液滴的大小是用像素分析軟件測(cè)量的,，參考維度是100μm的通道寬度,，液滴產(chǎn)生的視頻以1KHz的幀速率記錄，像素大小為592像素×144像素采用高速成像系統(tǒng),。

當(dāng)液滴產(chǎn)生率高于視頻捕獲率時(shí),，將記錄靜止圖像，這可以用來(lái)測(cè)量液滴的大小,。
液滴率的估算方法為：

芯片上的液滴被收集在一個(gè)小瓶里,，小瓶已預(yù)先裝滿100μL溶液(水+ 2% PVA)。

溶劑去除是DCM從液滴內(nèi)擴(kuò)散,，經(jīng)過(guò)液滴/載體流體界面,，進(jìn)入載體，再經(jīng)擴(kuò)散排放到大氣中,，留下的就是凝固的PLGA顆粒懸浮在載流體中,。

當(dāng)液滴中存在大量的水時(shí)，溶劑不斷地從液滴中擴(kuò)散出來(lái),，殘余疏水聚合物PLGA形成比初始液滴更小的微粒,，表面活性劑分子(未見(jiàn)上圖)在有機(jī)液滴PLGA和水載體之間的流體界面上自組裝，表面活性劑分子的疏水部分侵入液滴,，而親水部分向外延伸,。

從收集瓶中一部分作為樣本,，然后將樣本放在顯微鏡的玻璃載玻片上，在固定的時(shí)間間隔內(nèi)記錄圖像,。

聚合物液滴落在玻璃載玻片上,，蓋玻片是親水的，與液滴芯片的表面相同,，有足夠的暴露面積,，DCM將從聚合物液滴內(nèi)部轉(zhuǎn)移到周?chē)乃校⒆罱K擴(kuò)散到大氣中,。

下面的圖像依次顯示了采集到的樣本大小隨時(shí)間的變化,，時(shí)間間隔為30s。

在溶劑去除過(guò)程中,，選擇并跟蹤一個(gè)液滴/顆粒,，記錄其大小的變化。顆粒繼續(xù)被載相流體包圍,，因此處于流體懸浮狀態(tài),。

當(dāng)液滴在芯片上形成時(shí)，收縮就開(kāi)始了,。由于這個(gè)原因,在顯微鏡下的大小是跟蹤,初始值并不是101μm,，而是從95μm開(kāi)始減少，最終絕大部分DCM揮發(fā)到大氣中,，形成23μmPLGA半凝膠,。收縮比列=101μm/23μm=4.36

二、液滴尺寸和bead尺寸

溶劑的去除率與溶劑去除的方法密切相關(guān),，在載玻片上,，有很大的暴露面積可供蒸發(fā)，因此溶劑去除過(guò)程只需幾分鐘即可完成,。而在柱式法,、溶劑交換法中，溶劑的去除時(shí)間較長(zhǎng),，但控制較好,。

液滴大小取決于各種物理參數(shù)，如流量比,、界面表面張力和流體粘度,。液滴在芯片上產(chǎn)生，并輸送到芯片外,，由液相轉(zhuǎn)化為固相,。在這個(gè)轉(zhuǎn)化階段，表面活性劑充分穩(wěn)定了乳液,。

液滴微流孔已被證明是生產(chǎn)具有高單分散性和尺寸均勻性的PLGA珠子的一種非常有效的工具,。可以通過(guò)改變分散相和連續(xù)相的流速,，以及改變PLGA的濃度來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)bead尺寸的無(wú)縫控制,。在本文中，bead尺寸從12μm到44μm都可以在不改變?cè)O(shè)備硬件的條件下合成,。

在本研究中獲得的樣品,，在光學(xué)顯微鏡顯示了*的均勻性，這對(duì)PLGA均勻的降解和藥物釋放有重要作用,。