结合3D打印微混合器和喷雾干燥技术的纳米颗粒在微粒中的连续微流控制造

《Pharmaceutical Research》：Continuous Microfluidic Manufacture of Nano-in-Microparticles Combining 3D-Printed Micromixers and Spray Drying

微流控芯片3D打印技术与连续制造结合，成功制备尼福地平纳米颗粒包裹聚麦芽糖微球制剂，显著提升肠道渗透率（3倍）和缓释效果（24小时零级释放），为纳米药物规模化生产提供新范式。

　　

摘要

目的

传统的纳米粒子制造技术仍然成本高昂、劳动密集且难以规模化生产，同时还存在批次间差异的问题。这些限制阻碍了它们的临床应用，尤其是在首次人体试验中。诸如微流控技术和三维（3D）打印等新兴的变革性技术为开发灵活、连续且可扩展的制造过程提供了机会。本研究旨在展示使用可定制的3D打印芯片与雾化技术相结合的连续微流控生产纳米粒子的可行性，以生成具有纳米技术的控释疗法。

方法

通过计算流体动力学（CFD）设计3D打印微流控芯片以优化流动特性。使用Eudragit L-100负载硝苯地平（NFD）的纳米粒子进行连续生产，随后通过喷雾干燥将其嵌入普鲁兰微粒中，形成纳米-微粒复合物（NIM）。在猪肠膜的体外Franz细胞研究中评估了颗粒大小、包封效率、固态性质、渗透性和释放动力学。

结果

连续微流控处理生产的NFD负载纳米粒子包封效率达到95%。喷雾干燥得到的普鲁兰基NIM颗粒直径约为10微米，重新水化后释放出直径约为100纳米的NFD纳米粒子。这些纳米粒子保持了无定形状态，并且其肠道渗透性比游离药物提高了三倍，同时释放延迟时间减少了三倍。释放研究表明，药物释放具有减少的突发释放现象，并在24小时内呈现出持续的零级释放曲线，这对于维持血压治疗非常有利。

结论

3D打印微流控芯片设计与连续制造及喷雾干燥技术的结合实现了可扩展的纳米技术疗法生产。NFD负载的NIM颗粒表现出增强的渗透性和可控释放特性，证明了该平台在纳米药物临床转化方面的潜力。

图形摘要