微通道内固体脂质纳米粒的成形成传质机理研究

摘要

固体脂质纳米粒(solid lipid nanoparticles，SLN)是20世纪90年代初发展起来的一种新型纳米粒载药系统，与传统的微乳、脂质体及聚合物纳米粒相比，SLN因具有良好生理相容性、靶向性、可缓控释性及适合多种给药途径等优点而备受关注。目前已发展起来的SLN制备方法通常存在制备条件苛刻、溶剂残留、过程复杂等问题，且SLN的粒径及分布也是影响其性能的重要因素，因此，研究开发具有粒径小、分布均匀的SLN的新型制备方法具有重要意义。
　　 论文提出利用抗溶剂法原理在微通道内制备SLN，首先采用同心管微通道法制备了SLN，并与常规大空间间歇成粒法制备结果进行了对比，结果表明采用同心管微通道可制备获得粒径更小的颗粒，说明微通道在SLN制备方面的可行性。而且与传统制备方法相比，微通道法制备具有操作简单、条件温和、易于控制等优点，是一种制备SLN的有效方法。
　　 论文分别在同心管微通道、T形微通道及“十”字形微通道内考察了脂相流速、水相流速、脂相中脂质体浓度、水相中表面活性剂浓度、脂相溶剂种类及通道尺寸等因数对SLN成粒规律的影响。结果表明：保持水相流速不变，SLN粒径随着脂相流速的增大而增大；对同心管微通道和“十”字形微通道来说，保持脂相流速不变，SLN粒径随水相流速的增大而减小，但在T形微通道内，SLN粒径随水相流速的增大而略有增长；水相中表面活性剂浓度增大时，SLN粒径增大；以乙醇作为酯相溶剂时可得到比丙酮作为溶剂时更小粒径的SLN;微通道尺寸越小，所得到的颗粒粒径也越小。因此，合理控制操作条件，可以使SLN在一定粒径范围内可控。
　　 论文还考察了向微通道内引入弹状流后对颗粒制备结果的影响，及其在解决微通道堵塞问题上的有效性。结果表明：向微通道的主道内引入气相后所得到的SLN平均粒径与无气相注入时无明显差异，在同心管微通道和“十”形微通道内甚至略有减小趋势，表明气相的引入对制备过程无不良影响，却可有效防止微通道堵塞、实现SLN的长周期连续化制备。
　　 通过显微技术与高速摄像相结合的方法，对微通道内流体的流动特点进行了可视化研究，在此基础上对微通道内成粒机理进行了分析，并对传质过程建立了相应的数学模型。将弹状流条件下“十”字型微通道内成粒过程分为弹状气泡形成前的对流传质区、弹状气泡进入后的液膜传质区及液塞传质区三个区域，建立了成粒过程的“三区传质模型”。求解结果表明：液膜内的传质速率明显大于液塞内的传质，这一结果与文献报道结果相一致，说明建立的成粒过程模型具有一定的可靠性；另外，增大气量有利于加强液塞内流体的湍动程度及液膜内的液速，从而强化传质，使纳米粒以更快的速度析出。传质模型的建立为微通道内SLN的制备及微通道设计提供了依据。