在過去的幾十年里，納米顆粒在給藥方面的應用引起了人們極大的關注。研究人員開發(fā)了各種納米顆粒給藥來解決游離藥物在實際應用中遇到的各種問題，例如藥物溶解性差、生物利用度差、藥物性質(zhì)不穩(wěn)定、嚴重的不良反應和缺乏靶向性等。

相比于傳統(tǒng)的大體積生產(chǎn)方式，微流控技術(shù)有著很多優(yōu)點，例如它能夠處理皮升（或更小）體積的樣品、有著更低的生產(chǎn)成本和更短的生產(chǎn)時間，以及通過快速混合、快速傳質(zhì)、精確控制反應條件和試劑的添加去實現(xiàn)對納米顆粒性質(zhì)（如大小、形狀、表面性質(zhì)、結(jié)構(gòu)等）的精確控制，為制備用于給藥的納米顆粒提供了一種很有前途的策略。

更重要的是，納米顆粒可以在微流控混合器中實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，同時微流控混合器能夠為納米顆粒的合成提供穩(wěn)定且可控的反應環(huán)境，有利于持續(xù)合成尺寸、形狀、表面物化性質(zhì)一致的納米顆粒。此外，高通量微流控混合器可通過多通道并行放大來實現(xiàn)，有利于其在實際應用中對載藥納米顆粒的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

據(jù)麥姆斯咨詢報道，澳大利亞阿德萊德大學趙春霞教授以及團隊成員劉云和楊光澤博士等介紹和總結(jié)了近年來微流控技術(shù)在納米給藥領域的研究進展及其最近在疫苗領域的成功應用。論文以綜述形式發(fā)表在期刊《Nano Micro Small》。

首先，該綜述重點介紹了三種類型的納米顆粒，包括經(jīng)典的有機納米顆粒、無機納米顆粒和復合納米顆粒，以及它們的微流控合成方法。具體地，作者從微流控技術(shù)在有機納米顆粒合成方面的應用入手，并重點討論了幾種典型微流控混合器（例如基于流體動力流動聚焦的微混合器、交錯人字型微混合器和聲流體微混合器等）及其在制備脂質(zhì)體、脂質(zhì)納米顆粒和聚合物納米顆粒方面的應用，以及它們的合成機理。然后，又詳細討論了幾種具有代表性的無機納米顆粒（如二氧化硅、金屬、金屬氧化物和量子點）以及復合納米顆粒的微流控合成方法。最后，總結(jié)了微流控技術(shù)制備的納米顆粒在各種給藥中的應用，并展望了微流控的未來改進方向，如提高合成顆粒濃度、一體化集成純化分析等功能芯片、加強對無機顆粒合成的控制、結(jié)合機器學習等。

微流控納米顆粒給藥研究方向和進展

在總結(jié)微流控技術(shù)制備的納米顆粒在各種給藥中的應用時，重點介紹了輝瑞公司實現(xiàn)新型冠狀病毒mRNA疫苗大規(guī)模生產(chǎn)這一成功應用案例。具體來看，輝瑞公司生產(chǎn)的mRNA疫苗是內(nèi)部載有mRNA的脂質(zhì)納米粒（NPs）。此納米粒不僅充當mRNA分子的給藥載體，還充當保護mRNA免于降解的納米載體。為了獲得這些載有mRNA的脂質(zhì)納米粒，將脂質(zhì)溶液和mRNA溶液分別從不同通道泵送，并將二者用約25美分硬幣大小的沖擊噴射混合器（IJM），在400磅的壓力下進行混合。為了滿足大規(guī)模生產(chǎn)的需求，輝瑞公司將100個靜態(tài)混合器并行化（或編號），并在卡拉馬祖（美國）進行連續(xù)合成，成功將其疫苗生產(chǎn)力提高到每月1億劑。為了使該過程自動化，輝瑞公司還建立了一個計算機系統(tǒng)來運行整個系統(tǒng)，以確保流速和壓力的精確控制。盡管沖擊噴射混合器體積很小，但它能夠在原始設計的基礎上非常迅速地擴大規(guī)模，這是生產(chǎn)的關鍵，尤其是對應用于像COVID-19疫情這樣的藥物來說更是如此。

用于生產(chǎn)脂質(zhì)納米粒的微流控器件

新型冠狀病毒mRNA疫苗的成功不僅是mRNA疫苗的一個重要里程碑，也是微流控技術(shù)和納米藥物的一個重要里程碑，它證明了微流控技術(shù)在納米藥物工業(yè)化生產(chǎn)方面的可行性和多功能性。

論文鏈接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202106580

審核編輯 ：李倩