利用微流控模板技术制备具有超硬且均匀外壳的毫级胶囊，以实现水溶性货物的长期储存和可控释放

《Bio-Design and Manufacturing》：Microfluidic-templating fabrication of milli-capsules with ultrarigid and homogeneous shells for long-term retention and explosive release of water-soluble cargoes

微胶囊技术通过水-油-空气乳液法合成双层结构，提升载药量与机械稳定性，蜂蜡涂层延长保质期。

　　

摘要

将水溶性物质封装在毫米级的胶囊中，在包括制药、食品、化妆品、包装和材料等多个领域取得了重大进展。然而，由于制造精度不足、物质保留率低、机械性能不佳以及难以防止水分蒸发，这种技术比微胶囊技术更具挑战性。在这项研究中，我们开发了一种无需表面活性剂和有机溶剂的水-油-空气乳化方法，用于合成双层“微胶囊”，以实现水溶性生物活性物质的精确封装、增强保留效果以及受外力触发后的释放。具体而言，我们使用聚（乙二醇二甲基丙烯酸酯）作为第一层外壳，有效封装生物活性物质；第二层外壳采用蜂蜡，以延长被包裹化合物的保留时间。与传统微胶囊相比，这些微胶囊具有更均匀的形状和更高的机械稳定性。我们引入金属离子来稳定界面张力，并通过持续旋转来平衡作用在液滴上的重力、浮力、惯性和粘性力，从而制备出形状均匀、结构坚固且破裂力较小的微胶囊。此外，额外的疏水蜂蜡涂层有效防止了水分蒸发，显著延长了封装化合物的保质期（从几天延长到几个月），同时保持了其生物活性。所提出的微胶囊系统解决了大规模制备水溶性物质载体的难题，为生物活性物质的长期储存和可控释放迈出了重要一步，具有广泛的应用前景。