微射流均质机在纳米药物中的应用

微射流均质机简介

微射流均质机的核心部件是耐受超高压力的均质模块，最高可承受30000psi压力。其核心部件的构造根据其设计通过可分为Y型腔和Z型腔，以及不同孔径的喷嘴，是物料在高压作用下受剪切力、对撞、空穴效应等多种物理作用的核心位置，能达到物料分散或者粒径控制以及缝宽大小的改进

图1 微射流均质机核心部件

微射流均质机的部件构成

微射流均质机主要由进料杯、单向阀、液压泵、耐高压压力表、Y型/Z型均质腔、热交换器和出料口构成。其中微射流均质腔对物料粒径的缩小起到了关键作用。其材质根据不同的物料适配不同的材料，有金刚石、陶瓷等适用于高硬度、耐磨耐腐蚀的材料。液压泵内的增压柱塞采用氧化锆陶瓷，具有耐磨损、耐腐蚀且不易产生静电。

图2 微射流均质机的结构示意图

微射流均质机的工作原理

微射流均质机（High Pressure Microfluidization Homogenizer）的工作原理是：物料经过单向阀，在高压腔泵里加压，通过微射流均质Y腔模块，在交互容腔内的微孔道（75μm或100um）中，流体被分散成两股进行强烈的高速撞击、高速剪切。通过微射流均质Z腔模块的微孔道（200μm），在射流撞击过程中瞬间转化其大部分能量，伴随巨大的压力降，整个处理过程中包含高速撞击、高剪切力、空穴作用、高频振动等综合作用，来达到粉碎的目的，使得液滴或者晶体粒径降低。 微射流金刚石交互容腔的固定不变几何结构，保证预处理和使用压力次数一致的条件下，每一毫升物料经过金刚石交互容腔受到的物理作用力相同，从而保证了极好的结果重复性和稳定性，单通道微射流金刚石交互容腔到多通道微射流金刚石交互容腔的并列复制，保证处理效果的同时处理流量倍增，确保了实验研发的工艺被线性放大到工业化生产当中。

微射流均质机在纳米药物中的应用

微射流均质技术是一种新型的纳米制剂制备技术，其主要的影响因素为处理压力、循环次数、药物本身性质以及表面活性剂或者稳定剂的选择有关。可应用到纳米乳、LNP纳米脂质体和纳米混悬液等纳米药物的制备中。

纳米乳

纳米乳是非平衡体系，形成需要外加能量，通常来自机械设备或化学制剂的结构潜能，粒径通常20~200nm。表面活性剂的种类和用量是纳米乳稳定性的关键，常见的表面活性剂有泊洛沙姆、吐温80、卵磷脂等。

微射流均质机能在最短时间内提供所需能量并获得粒径最小的均匀乳液。有文献表明[1]：维生素E乳膏，利用微射流均质机处理后的纳米乳的平均粒径为65nm，而用传统方法制得的微米乳的平均粒径为2788nm。

脂质体

脂质体即单层或多层双脂膜结构的球形脂质类生物膜微球。脂质体的制备方法很多，但是多数不适合大规模、连续化生产。微射流均质机在工业化应用上有较好的适配能力，且效果良好。文献表明：[2]用薄膜分散-微射流均质机制备的雄黄纳米脂质体平均粒径为102.3nm，药物包封率为82.28%，分散稳定性好。

纳米混悬液

纳米混悬液是指用少量表面活性剂为稳定剂将难溶性固体纯药物以微粒状态分散于分散介质中形成的非均相胶体分散体系的液体制剂。制备纳米乳的药物要具有较大的脂溶性，纳米混悬剂则适用于大多数药物。文献表明：[3]利用高压微射流设备在1500bar下循环处理40次制备胃酸分泌抑制剂奥美拉唑纳米混悬剂，在0℃下储存一个月仍具有良好的稳定性。

参考文献

[1] Huang L . Preparation and Quality Control of Pearl and Vitamin E Cream[J]. China Pharmaceuticals, 2007.

[2] Jiao Y ,  Chang Y ,  Wang Y , et al. Stability of corn yellow pigment nanoliposomes modified by polyethylene glycol[J]. Food Science and Technology, 2016.

[3] Majed E . DEVELOPMENT, OPTIMIZATION AND EVALUATION OF NANOSUSPENSION TO IMPROVE ORAL BIOAVAILABILITY OF OMEPRAZOLE.  2018.