有效的药物给药可确保万博国际娱乐app治疗药物到达预定目的地，在避免脱靶效应的同时，在目标部位释放活性药物成分。随着核酸生物疗法的兴起，一种越来越普遍的方法是使用纳米颗粒包封来保护药物在体内的传播
根据纳米颗粒的组成，这些配方可以帮助防止过早代谢，增加细胞膜的穿透，甚至靶向特定组织。然而，创建优化的纳米颗粒配方可能是棘手的，因为使用传统方法很难实现一致和可重复的单分散颗粒生产。
Julia Rashba-Step博士(如图)是Phosphorex的研发和联盟管理副总裁，这是一家专门从事颗粒配方和制造的合同开发和制造组织(CDMO)。在这篇文章中，Julia谈到了该组织如何使用微流体技术来帮助其客户加速纳米颗粒制造和新型纳米药物的开发。
对纳米技术的兴趣，包括聚合物和脂质纳米颗粒(LNP)，在过去十年中显著增长。基于lnp的mRNA疫苗在COVID-19大流行期间取得了巨大成功，这导致了该领域的进一步爆炸性增长和新的机遇。
核酸——包括质粒DNA、寡核苷酸、小干扰RNA (siRNA)、信使RNA (mRNA)和microRNA (miRNA)——在治疗复杂疾病方面显示出很大的前景。然而，这些治疗药物的有效性很大程度上取决于它们能够到达目标组织而不会在途中恶化。
纳米颗粒是药物分子的极好传递载体，因为它们能够将活性药物成分(API)供应到特定的作用位点，同时防止其过早降解。目前，疫苗和原料药的大部分工作仍然集中在LNPs上，但由生物可降解聚合物(如PLGA)形成的纳米颗粒也提供了一种实现控制释放的极好的替代方法。
不幸的是，纳米颗粒的制造带来了一些挑战，找到正确的纳米颗粒成分可能是复杂的，而且非常耗费资源。颗粒的单分散性等特性非常重要，但目前的纳米颗粒生产方法要么是基于批量的，要么使用大规模的连续流动设备，如膜，产生不一致的颗粒大小。
这些技术还具有较差的封装效率(药物或其他货物的数量最终在颗粒中)，并且需要不断的重新验证，导致昂贵的材料和宝贵的时间的浪费。现有制造方法的最小样本量通常也很大，这进一步加剧了专用脂类和原料药的高成本和有限可用性的问题。
此外，大多数药物开发项目都有非常紧张的时间表，因此一旦发现一个好的候选药物，就有必要迅速建立一种成本效益高的大规模颗粒胶囊药物生产方法。
为了应对这些限制，微流体正在成为纳米颗粒制造的一种极好的替代方案;它允许用少量的材料进行实验，并提供特殊的颗粒尺寸单分散性和封装效率。
该技术还可以扩大到高通量，而不需要改变基本的粒子形成方法。Phosphorex是一家专注于颗粒配方和制造的CDMO，它利用了一个专用的纳米颗粒生产平台——自动纳米颗粒系统(ANP系统，颗粒工厂)——该平台使用微流体技术来提供多个样品的自动设置和处理。
ANP系统通过快速和自动修改不同的微流控参数(如流速或温度)来优化制备过程，以找到理想的颗粒尺寸、形状和结构，并具有改善组织靶向和药物包封的潜力。
工作流程首先将脂质和货物装载到软件控制的试剂注入回路中(这是协议中唯一的手动步骤)，然后系统自动执行一系列实验，控制泵的运行、回路切换和清洗，无需操作人员输入。
该系统可靠且可重复生成范围为40-800纳米的颗粒，自动化简化了针对各种生物靶标的纳米颗粒筛选，以选择性能最有希望的候选颗粒。
其他参数——如稳定性、电荷、溶解度和粘度——可以通过使用不同的脂质、试剂和微流控芯片轻松调整。在这个新系统中，每通道的纳米颗粒产量从100 μ L/min到16 mL/min不等，允许Phosphorex团队在开发阶段使用少量的材料(减少了早期昂贵的原料药的浪费)。
自动化允许流程扩展到更高的吞吐量，而不需要在每个阶段重新验证协议-提供快速和经济的操作并提高吞吐量。到目前为止，Phosphorex已经使用该系统成功制备了粒径控制在80-150 nm、mRNA包封率高达98%的mRNA LNPs。
目前正计划开发一种全自动、实验室规模的系统，该系统将能够从前体脂质和货物中生成每次运行10-96个样品的LNP库。该平台将能够在密封的微板中收集体积从250 μ L到2 mL的样品，并对样品之间的所有浸湿部件进行完整的系统清洗，以确保没有交叉污染。
Phosphorex目前正在与Particle Works合作进行系统验证，并为GMP生产系统的开发提供输入。
自动化脂质纳米颗粒生产提供了一个完整而方便的纳米颗粒制造途径，从最初的方案开发一直延伸到最终的制造，并且无需在各个阶段之间不断更改和重新验证方法。得益于ANP系统，Phosphorex团队现在拥有了一种灵活且具有成本效益的工具，可以生成新的LNP库并优化整个生产流程。
该平台可以更好地控制颗粒大小分布，关键是提高了API封装效率。该系统还具有高度的可扩展性，因为它可以在连续流中运行，并可以结合多个并行工作的微流控芯片，确保从开始到结束都可以使用相同的方法。
这种创新的自动化微流体装置具有巨大的潜力，可以减少纳米颗粒治疗进展的常见障碍，如时间延迟和资金限制，有助于纳米药物临床开发的进步。
