综述：基于被动微流控技术的核壳药物递送系统：以流体力学为核心的综述

《European Journal of Pharmaceutical Sciences》：Passive Microfluidic-Based Core-Shell Drug Delivery: A Fluid Mechanics-Centric Review

被动微流控技术制备核壳微球，精准调控尺寸与壳层厚度，应用于药物递送系统。

　　### 深入解析核心-壳微粒在药物输送中的应用

在现代医学领域，药物输送系统的研发是提升治疗效果和减少副作用的重要方向。核心-壳微粒作为一种多层结构的微粒，因其能够封装多种生物活性物质、实现可控释放以及增强稳定性而受到广泛关注。这类微粒由一个核心和一个壳组成，核心通常负责药物的装载和稳定性，而壳则在药物的分布、释放和排泄中起关键作用。与传统的单层微粒相比，核心-壳微粒能够提供更复杂的功能，例如通过外部刺激实现响应性释放，或通过多层结构实现药物的多阶段释放。

传统药物输送方法如舌下、鼻腔、静脉注射等，存在诸如溶解度差、渗透性低、食物干扰、剂量维持困难等问题。而核心-壳微粒通过其结构设计和材料选择，可以有效克服这些局限。例如，生物相容性材料的使用可以增强药物的封装效率，减少对机体的不良影响，同时提高药物在体内的分布和稳定性。此外，微粒的形态和尺寸也对其释放性能有重要影响，如球形微粒的稳定性较高，而纤维状或片状微粒则可能在释放过程中表现出不同的行为。

为了生成高质量的核心-壳微粒，研究者们开发了多种微流体技术。这些技术能够实现对微粒尺寸、形态和释放速率的精确控制。微流体方法主要分为主动和被动两种类型。被动方法通过调整流体的流动特性和微流体芯片的几何结构来实现微粒的形成，而主动方法则依赖于外部场（如电场、磁场）对流体界面的调控。被动方法的优势在于其操作简便、重复性好，能够生成尺寸均一的微粒，这对于药物输送系统的开发尤为重要。

在微流体系统中，微粒的形成受到多个关键参数的影响，包括流体的物理特性、流动特性以及微流体芯片的几何结构。例如，流体的粘度、表面张力和密度差等物理特性决定了微粒的形成和稳定性。而流体的流动速率和流速比则影响微粒的尺寸和壳层厚度。此外，微流体芯片的几何结构，如T型、共流和聚焦流等，决定了微粒的形成模式和尺寸分布。这些参数的精确调控是实现微粒均匀性和可控释放的关键。

微流体方法还能够实现对微粒形成过程的动态分析。通过调整流体的流速和粘度，可以控制微粒的形成周期和释放行为。例如，在共流几何结构中，微粒的形成主要依赖于外相的流动特性，而聚焦流几何结构则通过剪切力的控制实现微粒的形成。微流体方法能够生成具有不同壳层厚度和核心尺寸的微粒，从而满足不同药物输送需求。此外，微流体方法还可以实现多阶段释放，即通过不同层的微粒结构，使药物在不同时间点释放，提高治疗的可控性。

在药物释放方面，核心-壳微粒可以通过多种机制实现药物的释放。例如，药物可以通过扩散机制从微粒中释放，也可以通过聚合物的降解或侵蚀实现释放。此外，智能响应型微粒能够在特定的生理刺激下释放药物，如pH值变化、温度变化、磁性刺激等。这些机制的结合使得核心-壳微粒在药物输送中具有更高的灵活性和适应性。

然而，尽管微流体方法在药物输送中展现出巨大的潜力，但在实际应用中仍面临一些挑战。例如，如何在大规模生产中保持微粒的尺寸均一性、如何在不同生理条件下实现药物的精准释放、以及如何在实际应用中确保微粒的生物相容性和安全性等。这些问题需要进一步的研究和优化。

综上所述，核心-壳微粒的微流体生成方法为药物输送提供了新的思路和技术手段。通过精确控制流体的物理特性和流动参数，可以实现对微粒尺寸、形态和释放行为的调控。同时，结合智能响应机制，可以进一步提高药物输送的效率和靶向性。未来的研究应聚焦于优化合成方法、评估体内性能以及开发具有更强智能响应能力的多功能输送系统，以推动这一技术在临床应用中的发展。