综述:基于微流控技术的尼奥索姆合成在癌症和感染治疗中的进展综述

【字体: 时间:2025年06月28日 来源:Journal of Molecular Liquids 5.3

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  (编辑推荐)本综述系统阐述了微流控技术(Microfluidics)在尼奥索姆(Niosomes)合成中的突破性应用,聚焦其通过精准控制粒径、提升载药效率(EPR效应)及共递送多药优势,推动癌症(如乳腺癌、结直肠癌)和感染(MRSA、病毒)的靶向治疗。技术革新解决了传统方法(如薄膜水化法)的批次差异问题,为临床转化提供新范式。

  

Abstract

微流控技术革新了尼奥索姆的合成范式,这种由非离子表面活性剂构成的囊泡凭借生物相容性、稳定性及双亲载药能力,成为癌症与感染治疗的明星载体。相比传统方法(如薄膜水化法),微流控平台通过调控流速、溶剂比等参数,可制备粒径均一(100-200 nm)的尼奥索姆,显著提升阿霉素(Doxorubicin)等化疗药的肿瘤靶向性,同时降低心脏毒性。在感染领域,微流控合成的万古霉素(Vancomycin)尼奥索姆对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的抑菌效率提升超30%。

Introduction

尼奥索姆的结构核心是非离子表面活性剂与胆固醇的自我组装体,其成本仅为脂质体(Liposomes)的1/3。通过微流控技术,帕妥珠单抗(Paclitaxel)载药率可达85±2%,远高于反向蒸发法的60%。关键突破在于微通道内层流效应可实现纳米级混合精度,使多柔比星(Doxorubicin)的包封率标准差从±15%降至±3%。

Fundamentals of niosomes

尼奥索姆的双层膜结构允许同时负载亲水性(如阿莫西林Amoxicillin)和疏水性药物(如紫杉醇Paclitaxel)。胆固醇占比超40%时,血清稳定性延长至72小时(无胆固醇组仅24小时)。表面修饰叶酸受体后,对乳腺癌细胞MCF-7的摄取率提升4倍。

Synthesis using microfluidic platforms

剪切力控制是微流控合成的核心优势。当雷诺数(Re)<10时,可生成单分散指数(PDI<0.2)的尼奥索姆。对比实验显示,T型微混合器制备的颗粒粒径偏差仅为±8 nm,而超声乳化法偏差达±50 nm。

Characterization techniques

动态光散射(DLS)证实微流控尼奥索姆的Zeta电位稳定在-30 mV至-50 mV,避免网状内皮系统清除。冷冻电镜(Cryo-EM)显示其双层膜厚度为4.5±0.3 nm,优于脂质体的变异性(3.8-5.2 nm)。

Applications in cancer therapy

在胶质母细胞瘤(GBM)模型中,微流控尼奥索姆穿透血脑屏障(BBB)的效率达传统载体的2.3倍。共载siRNA和阿霉素的尼奥索姆使肝癌HepG2细胞凋亡率升至78%,单药组仅45%。

Applications in infection therapy

针对白色念珠菌(Candida albicans),两性霉素B(Amphotericin B)尼奥索姆的最小抑菌浓度(MIC)从1 μg/mL降至0.25 μg/mL。在疟原虫感染中,青蒿素(Artemisinin)的缓释时间延长至72小时。

Future perspectives

3D打印微流控芯片可将产量提升至10 L/天,但GMP认证仍是瓶颈。机器学习算法正用于实时调控pH值(误差±0.1),未来或实现"智能尼奥索姆工厂"。

Conclusion

微流控尼奥索姆将纳米医学推向量产化时代,其模块化设计为个体化治疗提供可能。下一步需开展头对头临床试验(如对比脂质体阿霉素),以验证其临床优势。

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