综述：水凝胶壳微胶囊的微流控制备及其应用

这篇综述系统总结了基于微流控（microfluidic）技术制备水凝胶壳（hydrogel-shelled）微胶囊的最新进展，重点探讨了单/双/三重乳液（W/O/W/O）模板设计策略及其在药物递送（PEGDA）、细胞载体、微反应器和生物传感器等领域的应用，强调了通过交联密度（crosslinking density）调控膜渗透性的核心优势。

　　

Abstract

水凝胶壳通过尺寸和电荷选择性（size- and charge-selectivity）精确分隔水性核心并调控分子跨膜运输。微流控乳液模板技术可制备单分散多重乳液液滴，为水凝胶壳提供理想成型基础。本文综述了水凝胶壳的微流控制备策略，涵盖材料选择、交联机制（如界面光聚合）及在生物医学领域的创新应用。

Introduction

水凝胶是由亲水聚合物交联形成的三维网络，其均匀网格结构（mesh spacing）赋予分子尺寸选择性渗透能力，而离子基团（ionic moieties）则引入电荷选择性。通过调节交联密度和聚合物缠结度，可精确控制其机械强度、渗透性和刺激响应性（如pH/温度响应）。作为微胶囊壳层时，水凝胶能动态调控活性物质（如药物/细胞）的封装与释放，在组织工程、可控给药和生物传感中表现突出。

Single-emulsion templates

以水包油（W/O）单乳液为模板，可将聚乙二醇二丙烯酸酯（PEGDA）水溶液与光引发剂（PI）分别在两相中溶解，通过PDMS微流控芯片生成液滴后紫外固化。该方法简单高效，但需注意油相残留可能影响生物相容性。

Drug carriers

药物载体需平衡生物相容性与释放曲线控制：

• 无油相水/水（W/W）电喷雾乳液可制备生物相容性壳层，实现缓释；
• 水/油/水/油（W/O/W/O）三重乳液通过中间油层阻隔药物突释，适用于抗癌药（如阿霉素）的时序控释。壳层交联密度直接决定药物渗透阈值。

Conclusion

当前挑战在于规模化生产、主动运输机制开发及长期稳定性提升。未来可探索仿生通道蛋白嵌入壳层以实现智能门控，或结合器官芯片（organ-on-a-chip）技术构建动态培养系统。韩国国家研究基金会（NRF）资助的研究为技术优化提供了新思路。

（注：全文严格基于原文事实性内容缩编，未添加非文献依据的结论）