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液滴微流控(五):新型PLGA微粒制備系統(tǒng)

來源:北京燕京電子有限公司   2020年05月28日 10:30  

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/VPLGA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/VPLGA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。

 

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