导读：
疏水性药物在水性环境中的溶解度差，限制了它们的生物利用度和治疗效果。近期，有研究人员开发了一种基于微流控技术的溶剂萃取共固化方法，成功制备出四种不同形态的核壳结构载药微胶囊，用于改善疏水性药物环孢素A的释放性能。相关研究以“Microfluidic generation of drug-loaded polymer microcapsules with modulated core–shell morphologies and drug release profiles”为题目，发表在期刊《Chemical Engineering Journal》上。
本文要点：
1、本研究提出一种微流控辅助的溶剂萃取共固化策略，用于制备形态可调的载药聚合物微胶囊（SMDMs），以改善疏水性药物环孢素A（CsA）的释放性能。
2、通过调控微流控系统中两相流速，单乳液液滴经溶剂扩散诱导相分离形成核壳结构，成功生成四种形态的微胶囊（球形、环形、双凹形、凹形）。
3、微胶囊尺寸均一（90–110 μm，变异系数<2.5%），载药效率≥94%，载药量达16.6%。
4、实验表明，不同形态微胶囊的释放曲线显著差异：环形和双凹形微胶囊在18小时内实现近完全释放，球形和凹形释放较慢但仍优于未包载的CsA原料药（30小时仅释放1.8%）。
5、该技术通过形态调控优化药物扩散路径，避免了突释现象，且无需化学修饰，为疏水性药物的短周期控释（如眼科给药）提供了新方案。
微流控技术制备SMDMs的具体步骤如下：
1、材料配制：将疏水性药物（CsA）与两亲性共聚物P(MMA-MAA)溶解于复合溶剂（EA-THF，体积比50%），形成均质分散相。
2、微流控乳化：
装置构建：采用管中管式流动聚焦微流控芯片（34G针头插入玻璃毛细管），分散相（含药溶液）与连续相（含7% Pluronic F-127的水溶液）分别以5–20 μL/min和100–600 μL/min流速注入。
单乳液生成：两相剪切形成单分散O/W乳液液滴（初始直径约360 μm）。
3、溶剂萃取与形态调控：
扩散诱导相分离：THF（快扩散）优先从液滴表面逸出，触发P(MMA-MAA)在界面固化形成壳层；EA（慢扩散）持续内迁，形成核壳结构。
流速调控变形：通过调节两相流速（如低分散相流速+高连续相流速生成环形），利用通道内抛物线流速分布和内部涡流诱导液滴变形。
4、后处理：收集乳液后经水洗、冻干，获得最终微胶囊（尺寸收缩约7%）。
P(MMA-MAA)在制备SMDMs中起到以下关键作用：
1、核壳结构形成的关键载体
P(MMA-MAA)在THF（快扩散）和EA（慢扩散）复合溶剂中表现出差异溶解度（高溶于THF，低溶于EA）。在微流控过程中，THF优先从液滴表面扩散至水相，触发P(MMA-MAA)在界面快速固化形成致密壳层，EA的缓慢迁移则促进了内部药物与聚合物的共固化，形成核心结构。
P(MMA-MAA)的高分子链通过物理交联形成刚性壳层（厚度约19 μm，CV 4.2%），保护药物免受外界环境（如酶或pH）侵蚀。
2、药物负载与均匀分布的调控者
P(MMA-MAA)的羧基（-COOH）与CsA的胺基（-NH）形成氢键，抑制药物分子聚集，确保CsA在微胶囊内均匀分布（荧光标记显示均质信号）。
P(MMA-MAA)的两亲性（亲水羧基与疏水甲基丙烯酸酯链段）增强与疏水性CsA的相容性，实现高载药效率（≥94%）。
3、形态调控的流体力学响应介质
P(MMA-MAA)的固化速率受溶剂扩散速率（THF/EA比例）和流速影响。例如，低分散相流速（5 μL/min）下，快速固化导致液滴在微通道内受剪切力变形为环形结构；而高流速下，固化延迟则会形成球形或凹形。
P(MMA-MAA)的黏弹性在溶剂萃取过程中决定液滴的变形能力。高聚合物浓度（50 mg/mL）增强液滴抗剪切能力，维持形态稳定性。
4、药物释放行为的控制器
P(MMA-MAA)壳层的致密度和孔隙率直接影响药物扩散速率。例如，薄壳（70 v/v% EA条件）加速释放，而厚壳（40 v/v% EA）延缓释放。
P(MMA-MAA)的羧基可赋予微胶囊pH敏感性，未来可通过环境pH（如眼部炎症区域pH升高）动态控制药物释放。
图1.聚合物中空微粒的制备。
图2.非球形形态的中空P(MMA-MAA)微粒。
图3.载CsA的聚合物微胶囊的工程形态。
图4.不同形态CsA微胶囊的药物释放特性。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.163244
