导读：

近期，复旦大学杨武利教授团队开发了一种微流控流动聚焦装置，用于制备和优化载有艾塞那肽（Exenatide）的聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）微球。通过添加表面活性剂和优化工艺参数，显著提高了药物的负载能力和缓释性能，同时实现了生产效率的提升，达到每小时2克的生产速率。这项研究为肽类药物的缓释提供了新的方法，相关成果以“Microfluidic-based preparation of PLGA microspheres facilitating peptide sustained-release”为题，发表在期刊《Materials Letters》上。

本文要点：

1、本研究开发了一种微流控流动聚焦装置，用于制备和优化负载艾塞那肽的聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）微球。

2、通过添加表面活性剂，显著提高了乳液的稳定性，从而增加了药物的负载能力。

3、将药物载体的粒径增大至30μm，显著减少了突发释放现象。

4、此外，采用多通道液滴微流控装置，生产能力提高了100倍，达到每小时2克的生产速率。

5、通过对载肽微球的释放行为进行综合评估，确认了最佳制备工艺，所得产物具有良好的单分散性和持续释放能力，为肽类药物载体的制备提供了指导。

使用微流控设备制备载有肽类药物的微球具有以下几个优势：

1、提高均匀性：微流控设备能够生产出粒径均一、药物分布均匀的微球。

2、增加药物负载能力：通过添加表面活性剂，微流控过程显著提高了药物的负载能力。

3、减少突发释放：通过控制微球的粒径和配方参数，可以显著降低药物的突发释放现象，实现更持续的释放特性。

4、提高生产效率：多通道微流控设备能够实现生产速率的显著提升，达到每小时2克的生产能力，适合工业化应用。

5、简化工艺：微流控方法可以简化制备过程，减少传统方法中常见的复杂步骤和设备需求。

6、可扩展性：微流控设备的设计便于从实验室规模扩展到商业规模，能够满足更大生产量的需求。

微流控技术在制备负载艾塞那肽的PLGA微球时，主要通过以下方式解决突发释放的问题：

1、添加表面活性剂Span 80提高乳液稳定性：

添加Span 80可以大幅提高乳液的稳定性，减少内水相向连续相的泄漏，从而提高药物的负载量和包封效率。

2、增加微球尺寸以减少突发释放：

制备较大尺寸（30μm）的微球相比小微球，可以显著降低初始突发释放，并在5周内保持稳定的缓释特性。这是因为较大微球的剪切力较小，内水相与连续相的融合也较少，从而减少了药物溶液的泄漏。

3、在内水相中添加PVA改善缓释性能：

添加PVA可以增加内水相的粘度，从而降低药物从内水相到外水相的扩散速率，减少药物在释放初期的快速泄漏。同时，PVA的亲水性也有助于后期的持续缓释。

4、优化药物与PLGA的质量比：

当艾塞那肽与PLGA的质量比降低到2:20时，可以有效消除突发释放现象。这是因为较低的药物含量使其更多地分散在微球内部，而不是集中在表面。

综上所述，通过添加表面活性剂、合理调控微球尺寸、内水相成分以及药物与PLGA的质量比等参数，可以有效解决艾塞那肽负载PLGA微球的突发释放问题，为制备具有优良缓释性能的肽类药物微球提供了重要指导。

图1.（a）肽负载PLGA微球的制备；（b）多通道液滴微流体装置的设计。

图2.（a）Ext负载PLGA微球的SEM图像，（b）粒径分布，（c）不同Span 80浓度制备的肽负载微球的DL和EE。

图3.（a）不同微球尺寸、（b）不同PVA浓度和（c）不同Ext与PLGA质量比制备的肽负载微球的DL和EE。（d）不同尺寸、（e）不同PVA浓度和（f）不同Ext与PLGA质量比制备的肽负载微球的释放曲线和0.5小时初始突释。

图4.由（a）8通道微流体设备和（b）64通道微流体设备生成的PLGA液滴的光学图像和Ext负载PLGA的SEM图像。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.matlet.2024.136675