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user: 2. PLGA纳米微球的制备 PLGA纳米微球制备方法不同，针对的用药途径、作用以及药物作用速度、疗程亦不同。通过调控PLGA纳米颗粒的分子量、粒径大小、聚合物比例以及制备方法等影响药物在机体内的释放特性 [ 3 ]。目前常见的制备方法主要有乳化溶剂挥发法、喷雾干燥法、凝聚法、超临界CO 2 法、微流控法等。不同的制备方法对于包载药物的释放、药效及其他性能都有着显著差异，其原理及各自优势及缺陷可见表1。不同的生产单位在面对不同的需求时，需要谨慎选择纳米微球的制备方法。 2.1. 乳化溶剂挥发法 乳化溶剂挥发法是目前实验室最常见、使用范围最广泛的一种PLGA纳米微粒的制备方法。基本原理是将有机溶剂与待包埋物质经超声融合形成乳液，后通过去除有机溶剂使分散相固化形成微球。除去乳剂最常见的方法使通过搅拌使有机溶剂挥发，此外还有溶剂抽提、溶剂扩散等方法。根据乳化方式不同则可制备成多种不同型的微乳液，主要包括基本型的O/W型与W/O型以及复合型的O/W/O型、W/O/W型、W/O/O型、S/O/O型、S/O/W型等。各种不同型乳液针对其包备的药物性质也有所不同。图1为常规复合型乳化挥发法制备材料的大致步骤。 Table 1 Advantages and disadvantages of different methods of preparing PLGA nanoparticle 制备方式 优点 缺点 乳化溶剂挥发法 运用广泛，制备方法相对成熟；适用范围较广， 可广泛用于水溶性或非水溶性材料的包备 制作工艺复杂，难以批量化生产，批次间差异较大；与其他方法相比，该种制备方法载药量相对较低 纳米沉淀法 可适用于多种非水溶性药物的包备；操作方法相对简单，利于推广及商品化；制备所得材料粒径均一， 载药率高 毒性较强，残留物需要更完善的工艺设备进行净化；有机溶剂对材料制备的影响大 喷雾干燥法 制备工艺简单，产量大，可用于批量生产降低成本；制备所的材料粒径小且均一，包埋效率较高； 适用范围小，主要用于简单亲水药物的包备；制备所用的设备较为昂贵，难以大规模推广 水凝胶法 新型制备技术，有较大的拓展及上升空间；包封率及药物利用率较高；由于可不使用有机溶剂，材料生物相容性较好，安全性高 制备工艺不完善，具体操作方法仍需不断探索 微流控技术 新型制备技术，具有广泛的应用前景；制备所的材料更均匀，分散性好 产量低，制备所需时间较长 超临界CO 2 法 发展迅速、前景广阔，可与多种其他制备方法联合应用；微球成型迅速，制备的多孔结构均一稳定， 多数制备方法涉及有机溶剂使用，残留可能存在安全性问题；惰性气体发泡技术的设备需求及成本较高，难以推广使用 表1. 不同方式制备PLGA纳米微粒的优缺点 O/W乳化法也称为水包油法，适用于包备不易溶于水的物质。将难溶于水的药物与易挥发的有机溶剂如氯仿充分混合后加入至含PVA的溶液中，超声形成乳液并会发有机溶剂，最终得到包备有药物的PLGA纳米球。但获得纳米颗粒形态往往缺乏均一性，容易粘连。W/O、W/O/W法则多适用于易溶于水的物质，基本操作步骤与O/W法类似。 乳剂挥发法的制作工艺较为复杂，控制变量多，难以实现批量化、商品化。乳剂挥发法应用之初，制备获得的PLGA颗粒的载药量(基因载量)极低，后Tinsley-Bown等通过替换有机溶剂乙酸乙酯，使用二氯甲烷成功提高了载量及其他参数 [ 7 ]。与此相关的研究不断增加，针对不同运载物质的性质，乳剂挥发法也在进一步优化。 2.2. 纳米沉淀法 纳米沉淀法广泛应用于多种药物(喜树碱、紫杉醇、顺铂、青霉素等) PLGA纳米粒的制备 [ 8 ]，其基本原理为通过控制有机溶剂中的疏水物质与水混合，使其局部过饱和后析出纳米颗粒 [ 9 ]。纳米沉淀法相对操作简单，全过程仅需一步，因此有利于推广和大规模生产。由于不需要借助超声、高温等外界刺激以及毒性有机溶剂，可以更大程度地保存诸如核酸、蛋白以及疫苗地生物活性 [ 10 ]。在此基础上发展出更加新颖的瞬时纳米沉淀法，即于混合腔(Confined impinging jets mixer， CIJ或Multi-inlet vortex mixer， MIVM)中将双亲性聚合物与有机溶剂喝水迅速混合，数微秒甚至毫秒内使有机溶剂过饱和，促使其形成疏水纳米核并生长 [ 11 ]。制备获得的纳米粒具有较窄的粒径范围，即制备所得的PLGA纳米球形态较为均一。 图1. 复合乳化溶剂挥发法常规步骤 [ 13 ] 2.3. 乳化溶剂扩散法 乳化溶剂扩散法是结合溶剂挥发法和沉淀法发展而来，最初由Perez等人成功开发并应用于聚乳酸–聚乙二醇(PLA-PEG)纳米粒的制备 [ 12 ]。有实验证明，以纳米微球的粒径、粒径分布状况及其形貌进行表征，乳化溶剂扩散法制备所得的纳米粒在粒径和包封率上较乳化溶剂挥发法更优，对于药物的损伤更小，更大程度地保留包载药物地活性 [ 13 ]。 但由于乳化溶剂扩散法在制备过程中同样使用了超声进行乳化，因此对DNA等极易受破坏的物质活性仍有或多或少的影响，引起物质降解，不能充分保存包载物质活性。因此，Csaba等人开发出新的纳米连接载体系统，由PLGA与聚氧乙烯衍生物混合形成共聚复合物以更好地用于质粒DNA的运载 [ 14 ]。 2.4. 喷雾干燥法 喷雾干燥法因其制备工艺简易、受限条件少、产出量较大，多用于工业生产等大型、批量生产以降低成本。其基本原理为利用热空气使聚合物中的溶剂挥发实现固化作用。喷雾干燥法主要适用于制备简单亲水性药物的纳米微球，难以满足更加复杂的多孔PLGA纳米微球制备的需求。其主要操作过程为 [ 15 ]：将待包载药物溶解于聚合物溶剂之中，再用喷雾的方法将混合物喷入惰性气体之中；进入惰性气流的小液滴迅速蒸发其中的溶剂，随后使待包载药物包埋于聚合材料物中。 喷雾干燥法制备所得的微球粒径较为均一，粘连少，包埋率较高，但干燥设备需要另外设计，且因其制备过程需要高温高压的条件而增加了操作风险，使用的惰性气体于防爆装置较为昂贵，目前仍难以大规模推广。其高温操作也不利于活性物质的包埋。 2.5. 低温喷雾萃取法 低温喷雾萃取法是在喷雾干燥法基础上进一步发展而来的一种能更好保存包载蛋白质活性的PLGA纳米球制备技术。其基本方法与喷雾干燥法类似，雾化的混合物液滴不再喷入惰性气体中，而是直接进入冰冻乙醇溶液中。混合物中的有机溶剂在乙醇溶液中溶解扩散，微球则留于表面。最后低温干燥去除乙醇，获得干燥PLGA纳米球的粉末颗粒。 低温喷雾萃取法生产获得的PLGA纳米微球包封率较喷雾干燥法高，粒径也更加均一，但由于其高额的成本、复杂的制备工艺难以推广，曾经部分尝试使用该方法制备微球的公司也已宣布停产 [ 16 ]。不过，低温萃取也为将来的制备工艺提供了新的思路，通过改善制备工艺流程来尽可能保存包载药物的活性(大量纳米球表面改性或修饰易引起粒径的扩大，不利于药物的吸收与释放)。 2.6. 水凝胶法 水凝胶模板技术作为一种新型PLGA纳米微球载药系统的方法，目前未得到广泛使用，但其优越的包封率与药物利用率，在未来有较大的拓展空间。其主要原理为利用交联形成的凝胶系统构建缓释载体，挥发聚合物中的溶剂固化形成纳米材料。主要目的是利用凝胶的溶胶–凝胶可转换的物理性质广泛用于负载小分子药物以提高疏水性药物的利用率，降低负载药物的毒副作用，实现药物长期缓释 [ 17 ]。 近年来，在水凝胶模板法基础上优化获得的温敏聚合物水凝胶作为局部载药系统引起了广泛的关注。其优势在于通过不同温度下水凝胶的转化实现药物的储存与释放，低温条件下，被运载药物可溶解于溶液中，通过注射等方式进入机体循环；高温(体温)条件下，溶液转变为凝胶从而实现药物的缓慢释放。目前有将水凝胶-PLGA复合载药体系用于长效镇痛方面的研究 [ 18 ]，以期减少长效镇痛药物的毒副作用。 2.7. 微流控技术 微流控技术是近年来一种通过操控微体积液体的新型PLGA纳米微球制备方法 [ 19 ]，制备过程基本示意图可见图2。其原理为互不相溶的流体在十几微米尺度的微通道内，通过流动剪切力及表面张力的相互作用，彼此碰撞最终分割为离散的微米级液滴 [ 20 ]。由相关微流体设备可对多组分乳剂进行高度精确的控制，液滴的数量、大小、构成比例均可得到精确控制 [ 21 ] 而实现标准化，具有广阔的应用前景。有研究表明微流控法制备所得的PLGA微球较乳化溶剂挥发法形态结构更加均匀，分散性更好 [ 20 ]。 2.8. 超临界CO 2 法 利用超临界CO 2 对聚合物进行塑化，使材料在较为温和的条件下(即降低可塑材料的转变温度)制备获得多孔支架 [ 22 ]，从而拓展PLGA纳米颗粒的制备途径。超临界流体(supercritical fluid， SCF)是指温度与压力分别高于其临界温度(Tc)和临界压力(Pc)的流体，一般最常用的即为CO 2 。 其主要操作原理可见图3 [ 23 ]，大致可分为三步 [ 24 ]：第一，室温下高压CO 2 ，气体扩散溶解至聚合物内部形成CO 2 与聚合物的均相体系；第二，将CO 2 气体压力降低至正常大气压水平，聚合物内气体溶解度迅速降低，CO 2 热力失平衡形成气核；第三，气核生长阶段，气核不断生长形成孔洞，CO 2 溢出聚合物，与此同时聚合物固化，即获得多孔结构的聚合物。 图2. 微流控技术制备纳米颗粒 [ 23 ] 图3. 超临界CO 2 发泡过程 [ 22 ]