作者简介

第一作者：梁肖，国科大杭州高等研究院/中国科学院上海硅酸盐研究所硕士研究生，研究方向为纳米脂质体的微流控制备及转化应用研究。

通讯作者：马明，博士，中国科学院上海硅酸盐研究所研究员。入选中国科学院青促会会员和特聘骨干人才，上海市青年科技启明星人才计划。任 Biomedicines 期刊编委、《无机材料学报》青年编委。研究方向包括环境响应和靶向纳米药物递送系统，微纳尺度生物材料微流控合成和高通量自动化实验技术。主持两项国家自然基金面上项目，参与国家重点研发项目 (子课题负责人)。以第一作者和通讯作者在 Nat.Commun.、 Adv.Mater.、Angew.Chem.Int.Ed.、Adv.Funct.Mater. 等期刊发表40余篇文章。

全文简介

粒径较小的脂质体颗粒可显著增强皮肤渗透性，从而提高透皮给药的效率。尽管微流控技术已实现脂质体的可控合成，但如何高效制备粒径小于40 nm的超小纳米脂质体 (NLP_US) 仍是亟待突破的技术瓶颈。本研究利用团队自主研发的螺旋叶片增强共聚焦流 (HBSCF) 微反应器成功实现了NLP_US的高效合成。该药物递送体系展现出优异的皮肤渗透与滞留特性，其脂质体配方中富含不饱和卵磷脂成分，赋予NLP_US清除活性氧 (ROS) 的卓越性能。此外，NLP_US能高效负载包括辅酶Q10 (CoQ10) 在内的多种抗衰老活性成分，同时保持其物理性质的稳定性。在光老化皮肤模型中，局部应用负载CoQ10的NLP_US (CoQ10@NLP_US) 可显著抑制中波紫外线 (UVB) 诱导的基质金属蛋白酶-1 (MMP-1) 生成，并促进皮肤细胞I型胶原蛋白 (Col-I) 的合成，从而实现光老化皮肤的有效修复。本研究提出了一种简便高效的NLP_US制备方法，为多种治疗药物的透皮递送提供了具有广阔应用前景的技术平台。

图1. 使用HBSCF微反应器合成CoQ10@NLP_US，并作为一种非侵入性的高效透皮给药递送系统治疗皮肤光老化的示意图

• 利用微反应器实现NLPUS的可控合成

研究者开发了一种基于HBSCF微反应器的纳米脂质体合成装置，其在合成过程中能够以80 mL/min的高流速稳定运行。在HBSCF微反应器的流道内部采用专门设计的螺旋叶片结构，能够显著提升纳米脂质体的合成效率。利用该装置合成纳米脂质体时，通过调整合成过程中的总流速 (TFR) 和流量比 (FRR)，即可对纳米脂质体粒径进行精确调节，成功实现了粒径小于40 nm的NLP_US的高效可控制备。此外，在负载多种功效药物时，NLPUS的粒径大小和稳定性没有发生明显改变。

图2. NLP_US的制备和结构表征

• NLP_US的透皮机制研究

研究者通过体外透皮实验发现，NLP_US不仅能够透过皮肤的角质层屏障，而且能够实现药物在皮肤内部的滞留。

图3. NLP_US的透皮实验结果

• NLP_US的抗光老化机制研究

研究者通过中波紫外线 (UVB) 的照射建立了细胞和小鼠背部皮肤的光老化模型。对造模成功的细胞分别施加DMEM基本培养基 (阳性对照组)、CoQ10、NLP_US、CoQ10@NLP_US，24小时后对细胞进行分析。

实验结果显示，与阳性对照组相比，CoQ10、NLP_US、CoQ10@NLP_US三组均能够缓解细胞的光老化症状，去除细胞中过量的ROS，提升Col-Ⅰ含量，抑制MMP-1的表达。其中NLP_US的治疗效果可能是来自于原料中大量存在的不饱和磷脂，CoQ10@NLP_US的治疗效果最佳。

图4. CoQ10@NLP_US修复光老化的皮肤细胞

对造模成功的小鼠背部分别施加PBS (阳性对照组)、CoQ10、NLP_US、CoQ10@NLP_US，疗程为7天。

实验结果显示，与阳性对照组相比，NLP_US和CoQ10@NLP_US两组均能够缓解小鼠背部的光老化症状，这与细胞实验的结果相一致。而CoQ10组的结果与阳性对照组类似，表明CoQ10无法穿透皮肤的角质层进入皮肤内部发挥作用。

图5. CoQ10@NLP_US修复光老化皮肤

研究结论

本研究基于团队自主知识产权的HBSCF微反应器技术和配方筛选合成了粒径小于40 nm的NLPUS。作为一种药物递送系统，NLPUS展示出高效负载多种治疗药物的能力，其在体外和皮肤光老化模型中显示出优异的透皮给药递送效果。在本工作基础上，研究团队正开展更小尺寸和更高稳定性的抗衰脂质体放大合成技术研究，力求通过微反应器技术助力皮肤递送材料领域的高质量发展。

原文出自 Biomedicines 期刊：https://www.mdpi.com/3160854

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/biomedicines

Biomedicines 期刊介绍

主编：Felipe Fregni, Harvard Medical School; Harvard T.H. Chan School of Public Health, USA

期刊主题涵盖人类健康和疾病的所有方面，如疾病的发病机制、转化医学、纳米医学、基因疗法、细胞疗法、生物制品、生物医学研究中的生物材料、天然生物活性分子、生物相似物、靶向特异性抗体以及重组治疗蛋白等。目前期刊已被SCIE、Scopus和PubMed等数据库收录。

2024 Impact Factor：3.9

2024 CiteScore：6.8

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