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在長期對藥物遞送的研究中，學(xué)者發(fā)現(xiàn)納米顆粒已成為克服常規(guī)藥物制劑及其相關(guān)藥代動(dòng)力學(xué)限制的合適載體。隨著微流控設(shè)備的創(chuàng)新混合和過濾技術(shù)發(fā)展，針對藥物研究新領(lǐng)域的探索正在得到不斷拓展。特別是脂質(zhì)納米粒攜帶藥物的新發(fā)現(xiàn)吸引了研究人員的濃厚興趣。脂質(zhì)體已被證明在溶解治療藥物方面具有優(yōu)勢，可以控制藥物長期緩釋，大大延長了藥物的循環(huán)壽命。

微流體的性能對于在極小尺寸下精確制備脂質(zhì)納米粒作為藥物載體具有巨大優(yōu)勢。在這一領(lǐng)域，Nanoscribe客戶德國布倫瑞克工業(yè)大學(xué)（TU）的一個(gè)科研團(tuán)隊(duì)利用Nanoscribe公司的雙光子3D打印系統(tǒng)發(fā)明了一種特制的微流控芯片。該芯片包含一個(gè)創(chuàng)新的混合器，用于生產(chǎn)單分散載藥納米顆粒，并進(jìn)行精確的粒徑控制。這將有助于推動(dòng)新的藥物遞送概念發(fā)展。生產(chǎn)有效且成本效益高的定制藥物在制藥行業(yè)廣受關(guān)注。難溶性藥物的特性限制其口服和非腸道給藥，為解決難溶性問題，含有難溶性藥物的脂質(zhì)納米粒將成為有效候選藥物，因?yàn)樗鼈兲峁└斓娜芙馑俣?。然而，生產(chǎn)這些脂質(zhì)納米粒則非常具有挑戰(zhàn)性。整個(gè)流程包括多個(gè)步驟，例如納米顆粒的制備和藥物載體與納米顆粒的結(jié)合。

圖示同軸層壓混合器可以*消除與帶通道壁有機(jī)相的接觸，同時(shí)有效地混合有機(jī)相和水相。這種混合器包括同軸注射噴嘴、一系列拉伸和折疊元件以及入口過濾器是無法通過傳統(tǒng)的2.5D微納加工實(shí)現(xiàn)的，但是3D雙光子聚合技術(shù)則可以實(shí)現(xiàn)加工制造。圖片來自于Peer Erfle, TU Braunschweig

誕生于享有 “歐洲麻省理工學(xué)院" 稱號的卡爾斯魯厄理工大學(xué)的Nanoscribe公司，作為球高精度3D打印設(shè)備的生產(chǎn)公司，一直專注于推動(dòng)力學(xué)超材料、微納機(jī)器人及微機(jī)電、生物醫(yī)學(xué)工程和微納光學(xué)等創(chuàng)新領(lǐng)域的研究，同時(shí)致力于為大學(xué)的科研群體提供各類優(yōu)化制程方案。

在納米顆粒的生產(chǎn)過程中，重要的是管理窄粒徑分布，以達(dá)到70 nm至200 nm的要求范圍。為此，與批量混合技術(shù)相比，微流控系統(tǒng)提供了一種更為優(yōu)化的解決方案。微流體能夠精確控制和調(diào)節(jié)極少量液體的混合，且在微流體中的混合可同時(shí)實(shí)現(xiàn)納米顆粒的制備。而這需要使用更有效、更復(fù)雜的混合元件來調(diào)節(jié)納米顆粒的性質(zhì)并優(yōu)化混合機(jī)制。如今科學(xué)家們利用Nanoscribe雙光子光刻技術(shù)（two-photon lithography）制作自由曲面三維微流控元件，并將其集成到復(fù)雜的微流控芯片中。這種多功能3D微加工的使用旨在實(shí)現(xiàn)縮小粒度分布。

科學(xué)家們使用Nanoscribe雙光子光刻技術(shù)（two-photon lithography）進(jìn)行打印。簡單來說，雙光子光刻基于非線性光學(xué)原理，是目前精度高的激光 3D 打印技術(shù)。普通的基于單光子的3D 激光打印技術(shù)的分辨率易受光學(xué)分辨率及層間位移機(jī)械誤差的影響而精度較低，而雙光子光刻技術(shù)利用高能飛秒激光脈沖在極小的空間范圍內(nèi)固化光敏樹脂，從而將打印分辨率提高到難以置信的百納米級精度。該結(jié)果證實(shí)了基于Nanoscribe雙光子光刻技術(shù)的3D打印能夠生產(chǎn)出具有窄粒徑分布的高重復(fù)性納米顆粒。這些發(fā)現(xiàn)對未來實(shí)現(xiàn)納米顆粒的平行生產(chǎn)制造具有重要意義。

增材制造革命性的重新定義了物件的生產(chǎn)制造方式。在微納米尺度上，Nanoscribe基于雙光子聚合技術(shù)的增材制造手段加工精度*，幾乎可以滿足任何形狀物件的3D加工。無論結(jié)構(gòu)的簡單還是復(fù)雜，Nanoscribe自動(dòng)化三維無掩模光刻工藝均可做到所需器件的一步加工成型，甚至對于復(fù)雜的生物器官組織的加工也是如此，真正做到了所見即所得。

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Goodbye fouling: a unique coaxial lamination mixer (CLM) enabled by two-photon polymerization for the stable production of monodisperse drug carrier nanoparticles

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