科研进展 | 我院高通量微流控芯片制备载药微球项目取得关键性突破
发布时间：
2024-11-26
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以下文章来源于3D打印技术参考，内容略有改动
随着高精度3D打印技术在精准医疗领域的不断深入应用，其技术边界与应用范围持续拓展，在药物制剂研发与制备中的创新潜力也日益凸显。近期，北京大学南昌创新研究院（以下简称“北大南昌院”）精密增材制造技术联合实验室的高通量微流控芯片制备载药微球技术取得了关键性突破，为行业提供了创新性的解决方案。
当前，微球制剂市场展现出巨大的发展潜力。据统计，2020年中国各级医疗机构终端合计销售额为48.95亿元，同比增长27.22%。然而，高昂的产品价格及生产技术壁垒严重制约了载药微球的广泛应用，全球仅少数大型药企掌握相关技术，国内企业面临生产门槛高、关键技术受制于人的困境。因此，利用精密增材制造技术制备载药微球，成为了行业亟待突破的技术难题。
市面上相关产品微球粒径均一性普遍较差
在药物递送体系中，微球通常指将药物溶解或分散于聚合物材料中形成的微小球体或类球体，其粒径范围通常在1—250微米之间。微球的载药机制依赖于物理包埋或吸附作用，将药物固定于聚合物表面或内部，而聚合物基质的稳定性确保了药物的持续释放效果。微球制剂具有靶向性、缓释与长效性、栓塞性等独特优势，能显著提升药物的有效浓度，降低全身毒性及不良反应，广泛应用于肿瘤治疗、酒精依赖治疗、疼痛管理等领域。
鉴于药物剂量与释放速率与微球粒径密切相关，载药微球的粒径均匀性与可控性显得尤为重要。传统制备方式中，乳化挥发法所得微球粒径不均，需通过分筛处理，导致药物浪费；光刻法制备虽能制备均匀微球，但工艺繁琐、成本高企且通量有限，难以满足产业化需求。
利用3D打印技术生产的微球实现了生产粒径的均一可控
针对这一难题，北大南昌院依托高精度3D打印制造技术，创新性地提出了一种基于微流控芯片的制备方案。该技术通过高精度3D打印直接一体成型复杂三维结构微流控芯片，实现了微球粒径的均匀可控生产，显著降低了成本并提升了制备通量。此外，3D打印技术的灵活性使得该方案能够快速适应不同药物或介质（包括不同材料及同材料不同分子量）的需求，加速产品研发迭代。目前，该项目已进入研发测试阶段，并获得了多家研究机构及制药企业的认可。
作为北京大学工学院辐射江西的创新前沿阵地，北大南昌院积极响应技术发展趋势，致力于将科研成果转化为实际生产力，实现科技成果的广泛共享与产业共赢。未来，北大南昌院将继续深入挖掘3D打印技术的应用潜力，同时加强与国内外科研机构、企业的交流合作，共同探索更多前沿性的应用方向和技术路径，加速国产替代进程，推动相关领域制造升级，为我国前沿产业提升国际竞争力、实现科技自立自强目标提供更加坚实的技术支撑。
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