Nanopartikel können die Verkapselung von Arzneimittel- oder mRNA-Molekülen in Form von Träger-Nanopartikeln ermöglichen oder in Form von Arzneimittel-Nanopartikeln eine höhere Bioverfügbarkeit bieten. Das ultimative Ziel bei mikrofluidischen Ansätzen ist die Herstellung von Nanopartikeln mit engen Größenverteilungen bei gleichzeitiger Vermeidung von Verunreinigungen und ausreichend hohem Durchsatz. Um dies zu erreichen, wurde eine neuartige mikrofluidische Fällungsvorrichtung entwickelt und durch Zwei-Photonen-Polymerisation realisiert: Mischelemente wurden so gestaltet, dass die Flüssigkeiten eine wiederholte Stretch-und-Falt-Transformation durchlaufen, was zu einer vergrößerten Grenzfläche und Mischzeiten von weniger als 10 µs führt. Diese Elemente und eine zusätzliche 3D-Strömungsfokussierung sorgen dafür, dass keine organische Phase den Kanalwänden ausgesetzt ist und unerwünschte Ablagerungen vermieden werden. Die Herstellung von Lipid-Nanopartikeln wurde bei unterschiedlichen Durchflussraten und Mischungsverhältnissen durchgeführt. Bei Durchflussraten von bis zu 800 μl min-1 ergaben Partikelgrößen von 42 nm bis 166 nm mit der gewünschten sehr engen Größenverteilung. Dieser mit Zwei-Photonen-Polymerisation hergestellte Mikromischer sorgt für einen stabilen und kontinuierlichen Prozess, der damit eine skalierbare Produktion ermöglicht.
Vollständige Publikation:
Erfle, P., Riewe, J., Cai, S., Bunjes, H. & Dietzel, A. Horseshoe lamination mixer (HLM) sets new standards in the production of monodisperse lipid nanoparticles. Lab on a Chip 22, 3025–3044; 10.1039/d2lc00240j (2022). pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2022/lc/d2lc00240j