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Nanoscribe助力納米粒藥物遞送研發(fā)

閱讀：887 發(fā)布時間：2022/8/10

在長期對藥物遞送的研究中，學者發(fā)現納米顆粒已成為克服常規(guī)藥物制劑及其相關藥代動力學限制的合適載體。隨著微流控設備的創(chuàng)新混合和過濾技術發(fā)展，針對藥物研究新領域的探索正在得到不斷拓展。特別是脂質納米粒攜帶藥物的新發(fā)現吸引了研究人員的濃厚興趣。脂質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納米粒作為藥物載體具有巨大優(yōu)勢。在這一領域，Nanoscribe客戶德國布倫瑞克工業(yè)大學（TU）的一個科研團隊利用Nanoscribe公司的雙光子3D打印系統發(fā)明了一種特制的微流控芯片。該芯片包含一個創(chuàng)新的混合器，用于生產單分散載藥納米顆粒，并進行精確的粒徑控制。這將有助于推動新的藥物遞送概念發(fā)展。生產有效且成本效益高的定制藥物在制藥行業(yè)廣受關注。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納米粒將成為有效候選藥物，因為它們提供更快的溶解速度。然而，生產這些脂質納米粒則非常具有挑戰(zhàn)性。整個流程包括多個步驟，例如納米顆粒的制備和藥物載體與納米顆粒的結合。

圖示同軸層壓混合器可以*消除與帶通道壁有機相的接觸，同時有效地混合有機相和水相。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的2.5D微納加工實現的，但是3D雙光子聚合技術則可以實現加工制造。圖片來自于Peer Erfle, TU Braunschweig

誕生于享有 “歐洲麻省理工學院" 稱號的卡爾斯魯厄理工大學的Nanoscribe公司，作為球高精度3D打印設備的生產公司，一直專注于推動力學超材料、微納機器人及微機電、生物醫(yī)學工程和微納光學等創(chuàng)新領域的研究，同時致力于為大學的科研群體提供各類優(yōu)化制程方案。

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

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

增材制造革命性的重新定義了物件的生產制造方式。在微納米尺度上，Nanoscribe基于雙光子聚合技術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。無論結構的簡單還是復雜，Nanoscribe自動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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