中南大学团队用微流控法一步式构建靶向脂质体，可用于肿瘤免疫疗法和基因疗法等

近日，中南大学机电工程学院教授和合作者，提出一种使用微流控混合器件，来制备靶向脂质体的方法，解决了靶向脂质体制备过程复杂、效率低的问题。

据介绍，脂质体是由磷脂分子在水相中自组装形成的球状泡囊体，具有良好的生物兼容性、生物可降解性和低的免疫原性，是一种极具前景的药物载体。

图 | 陈泽宇（来源：）

近年来，脂质体已经在新冠疫苗、肿瘤免疫治疗、基因治疗、分子医学影像等研究领域进行了广泛应用。例如，在肿瘤免疫治疗中，利用脂质体封装小分子抗肿瘤药物，可以改善药物的药代动力学特征、降低药物的毒副作用。

制备脂质体的传统方法主要包括薄膜水化法、逆向蒸发法、乙醇注入法等。使用常规方法产生的脂质体，存在尺寸偏大、粒径分布广、重复性差等缺点，在一定程度上限制了脂质体在生物医学领域的发展。此外，常规的脂质体由于不具备靶向性、递送效率较低，难以在目标区域实现有效的富集。

微流控法，是一种利用微流体混合技术制备脂质体的新方法。通过对微流控芯片的混合单元进行设计，能够制备出性能稳定、粒径均一、批次重复性好的脂质体。

但是，该团队发现基于微流控混合芯片，来制备靶向脂质体的成果在此前还鲜有报道。因此，他们决定开发一种使用微流控混合器件制备靶向脂质体的方法，实现靶向脂质体的可控、高效、一步式构建。

研究人员表示：“我们相信，这次提出的微流控法一步式构建靶向脂质体的策略，能够极大地促进脂质体在生物医学中的深入应用。”

近日，相关论文以《在多功能微流控混合装置中一步形成靶向脂质体》（）为题发表在 Small 上 [1]，2020 级的博士研究生单晗和硕士研究生孙鑫为共一作，中南大学湘雅医院皮肤科教授、副研究员和教授为共同通讯作者。

图 | 相关论文（来源：Small）

概括来说，该工作能显著地简化靶向脂质体的制备流程，使用微流控混合器件一步式构建靶向脂质体的技术，是一种通用、可拓展的方法。

在一定条件下，不同领域的研究者都可以采用本次策略，去合成自己所需的靶向脂质体。同时，脂质体作为一种极具前景的纳米载体，能用于包封水溶性药物和脂溶性药物，本身已在多个领域开展了广泛应用。

课题组表示，该技术可用于多模态分子影像、肿瘤免疫疗法、基因疗法、光热/光动力疗法、声动力疗法等多个领域。就多模态分子影像应用来说，需要使用靶向脂质体将造影剂递送到身体特定部位，才能对特定区域实现精准的分子功能性成像，这在肿瘤早期筛查以及肿瘤治疗评估等阶段都是必不可少的。

此外，对于多种肿瘤治疗方法来说，靶向脂质体能让药物在肿瘤区域进行有效富集，在提高药物递送效率的同时，可以降低药物对正常组织的毒副作用。因此，该成果在一定程度上加速了靶向性药物的前期研发过程，使科研人员能够快速开展前期实验。

表示：“也算是误打误撞，才有了今天的成果，最开始我们团队关注到脂质体，是打算用它来实现更高效率的透皮给药。”

但是，在前期工作中研究团队遇到了一些问题。最开始，其使用传统的薄膜水化法去制备脂质体，后来发现这种方法存在耗时久、批次之间重复性差等问题，这也促使他们沉下心来去思考有没有一种新的方案去更高效地制备脂质体。

调研大量文献之后，他们发现微流控法是一种非常有潜力的方法。微流控法制备脂质体具有操作简单、粒径均一、重复性好的优势。在确定了微流控法制备脂质体的方案后，课题组从两个方面进行研究，一方面是微流控混合器件的功能性，另一方面是如何制造微流控混合器件。

以往的微流控混合器件功能往往比较单一，另外微流控混合器件的制造主要以传统的微纳加工方法为主。

而他们围绕靶向脂质体的制备流程，设计了模块化的微流控混合结构，然后使用高精度的 3D 打印技术快速制造了微流控混合器件。接着，又着手进行脂质体的组方设计、模型药物和靶向基团的筛选等。

期间，课题组选择 DPPC、DSPE-PEG2000、DSPE-PEG2000-MAl、胆固醇作为脂质体的组分，以及已获批准的吲哚菁绿作为模型药物，并选择一种靶向 PD-L1 的适配体作为靶向基团。

后续，测试了微流控混合器件制备靶向脂质体的性能，包括靶向脂质体的粒径分布、批次可重复性、稳定性、包封率、细胞毒性、靶向基团结合效率等，这些都是评价脂质体的一些常见指标。

最终，通过动物和细胞实验，他们完成了靶向脂质体的功能性验证。表示：“非常感谢陈翔教授和赵爽副研究员，正是有了他们在临床和基础研究中碰到的问题，才有了这项工作的开展。有很多次他们都是刚刚结束一天的手术，就立刻开始讨论课题，并且一直聊到很晚。另外，我们团队的研究生也非常努力，他们作为研究的主力军，在课题上投入了大量精力。”

目前，围绕脂质体制备流程复杂、粒径过大、重复性差的行业瓶颈问题，以及微流控混合芯片功能单一、生产效率低的工程技术难题，该团队也正在研发一种功能高度集成化的微流控合成系统，其能在一个微流控合成系统内实现液体混合、脂质体粒径控制和纯化等功能，即在同一个微流控合成系统内完成脂质体合成过程中的全部操作，从而进一步推进脂质体的临床研究以及商业化。

参考资料：

1.Shan, H., Sun, X., Liu, X., Sun, Q., He, Y., Chen, Z., ... & Zhao, S. (2022). One‐Step Formation of Targeted Liposomes in a Versatile Microfluidic Mixing Device. Small, 2205498.