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脂質(zhì)體擠出器三個(gè)關(guān)鍵技術(shù)

脂質(zhì)體擠出技術(shù)充分利用了脂質(zhì)體膜材的結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)，在略高于磷脂相變溫度的條件下，通過一定的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，使脂質(zhì)體粒子通過特定孔徑的聚碳酸酯膜，通過膜材的剪切力來減小脂質(zhì)體粒徑，大粒徑或者多室脂質(zhì)體被膜孔的剪切破裂后迅速重新聚合成更小粒徑的脂質(zhì)體，控制其分布。由于聚碳酸酯濾膜的孔徑固定（如50nm，80nm,100nm，200nm,400nm,600nm,800nm,1000nm等），且脂質(zhì)體用聚碳酸酯膜具有孔徑垂直于膜表面且分布均勻的屬性，多次經(jīng)過特定孔徑的聚碳酸酯膜擠壓剪切后，可以獲得粒徑接近聚碳酸酯膜孔徑且分布集中的單室脂質(zhì)體。可有效確保脂質(zhì)體粒子在通過濾膜后其粒徑大小集中在濾膜孔徑大小的附近，一般在±10%的波動(dòng)范圍內(nèi)（有相關(guān)文獻(xiàn)已對此進(jìn)行了較為詳細(xì)闡述和計(jì)算說明），所以工藝選擇得好時(shí)，擠出技術(shù)可將脂質(zhì)體的粒徑分布控制在非常窄的范圍內(nèi)（一般PDI可到0.01～0.03之間）。擠出技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)主要就是如下所述的三點(diǎn)：擠出溫度、擠出壓力、擠出濾膜的選擇。然而不同類型的脂質(zhì)體特性差異較大，擠出設(shè)備的種類也較多，如何針對特定的項(xiàng)目選擇最合適的擠出設(shè)備和擠出工藝往往需要將諸多因素結(jié)合起來考慮，然后再確定。

一、擠出溫度

由于脂質(zhì)體是一種人工合成的類似于細(xì)胞膜的質(zhì)膜結(jié)構(gòu)，其主要成分是磷脂和膽固醇。磷脂都有一定的相變溫度，當(dāng)脂質(zhì)體溫度在磷脂相變溫度時(shí)，質(zhì)膜的流動(dòng)性較好，表現(xiàn)為柔性，此時(shí)通過PC濾膜較為溫和的剪切力即可有效的減小脂質(zhì)體粒徑，并使其分布控制在很好的范圍之內(nèi)。若擠出過程溫度過高或者過低均得不到理想的效果。當(dāng)溫度過高時(shí)，脂質(zhì)體膜的微觀流動(dòng)性大，穩(wěn)定性差，在通過PC濾膜時(shí)，即使較低的剪切力也容易造成脂質(zhì)體膜結(jié)構(gòu)的損壞，造成脂質(zhì)體的破碎和藥物的泄露；若擠出過程溫度過低時(shí)，脂質(zhì)體粒子膜流動(dòng)性差，剛性強(qiáng)，過膜時(shí)會有大部分粒子是強(qiáng)行將膜孔撐大后擠出，其粒徑大小和分布并未得到有效的控制。

所以，在選擇擠出技術(shù)作為脂質(zhì)體粒徑控制的方法時(shí)，一定要對溫度做有效的控制。一是溫度的范圍，不能過高或過低；二是樣品所經(jīng)過或接觸的擠出設(shè)備相關(guān)部位要實(shí)現(xiàn)恒溫控制，不能有太大的溫度差異。

二、擠出壓力

擠出壓力即為脂質(zhì)體過膜時(shí)所受到的剪切力。此剪切力的大小直接決定了脂質(zhì)體粒徑控制的效果。而如前文“擠出溫度”部分所述，脂質(zhì)體粒子在過膜時(shí)柔性較強(qiáng)，也容易發(fā)生形變，所以過濾的速度就顯得尤為重要。如果過膜的速度過慢，則脂質(zhì)體粒子有可能是通過發(fā)生形變的方式通過擠出膜，過膜后即恢復(fù)原狀，其粒徑大小并未發(fā)生實(shí)質(zhì)性改變；如果過膜的速度過快，則有可能因表面切應(yīng)力的驟變過于劇烈而導(dǎo)致脂質(zhì)體粒子破壞，造成結(jié)構(gòu)的損壞。而此過膜的速度取決于擠出的壓力。所以，如何選擇一個(gè)合適的擠出壓力就非常重要?？傮w原則是在不損壞脂質(zhì)體粒子結(jié)構(gòu)的前提下，盡量提高壓力，這樣擠出的速度快，效果也好。

三、擠出濾膜

擠出濾膜是脂質(zhì)體擠出的動(dòng)作執(zhí)行者，也是擠出壓力的產(chǎn)生者，其對擠出效果的優(yōu)劣有著至關(guān)重要的作用。一般來說，對于某一個(gè)脂質(zhì)體樣品的擠出，既可以選擇單張濾膜的梯度擠出方式，也可采用多層濾膜的疊加方式，可根據(jù)實(shí)際工藝需求選擇最優(yōu)方案。

一般來說，在選擇脂質(zhì)體擠出濾膜的孔徑時(shí)，需先測定擠出前脂質(zhì)體樣品的原始粒徑，并與最終所需達(dá)到的目標(biāo)粒徑相結(jié)合進(jìn)行考慮，然后確定選擇何種濾膜。舉例來說，如果樣品原始粒徑為400nm，最終粒徑需要到80nm以下，則可初步考慮兩種方案進(jìn)行粒徑控制：

第一、采用單層膜的梯度擠出

此時(shí)，可先用200nm的濾膜進(jìn)行擠出，觀察其擠出過程，若樣品非常難擠出，則需更換為400nm濾膜作第一次擠出；若擠出過程比較順暢，則就用200nm濾膜作為第一次擠出用膜，擠出次數(shù)一般建議3~5次，可在后續(xù)工藝過程中進(jìn)行優(yōu)化；200nm濾膜擠出完成后，可選用80nm或50nm的濾膜進(jìn)行擠出，其摸索過程同上，若樣品無法擠出則中間需增加100nm濾膜作為過渡。用此方法進(jìn)行擠出時(shí)，選擇原則是在能達(dá)到脂質(zhì)體粒徑控制效果的前提下，所選用的濾膜種類盡量少，這樣可以大大簡化操作過程，且更利于產(chǎn)業(yè)化放大。

第二、采用多層膜的疊加擠出

此時(shí)，由于其原始粒徑為400nm，目標(biāo)粒徑為80nm，則多層膜疊加時(shí)最大孔徑的濾膜不大于400nm，最小的孔徑不大于80nm，中間可適當(dāng)選擇過渡孔徑的濾膜。如：可采用400nm+100nm+80nm、200nm+100nm+50nm、200nm+80nm、200nm+50nm、100nm+80nm、100nm+50nm等方式進(jìn)行膜的組合。此種方式的優(yōu)勢在于通過一種膜組合即可完成擠出過程，達(dá)到所需效果，中途不需要更換濾膜；其難點(diǎn)在于膜組合的方式比較多，如何選擇合適的膜組合需要結(jié)合脂質(zhì)體的類型進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，并在實(shí)際實(shí)驗(yàn)過程中逐步優(yōu)化至最終確定。