Polymer(Korea), Vol.46, No.6, 722-727, November, 2022
다공성 막을 포함하는 미세유체칩을 이용한 항암 지질나노입자 연속 생산 공정
Fabrication of Microfluidic Chips Containing Porous Membrane for Continuous Production of Lipid Nanoparticles
초록
다공성 막을 중간층으로 갖는 폴리디메틸실록산 미세유체칩을 이용하여 항암 약물인 독소루비신을 함유한 지 질나노입자를 연속적인 공정으로 제조하였다. 불연속상으로는 지질, 독소루비신, 및 라우릭 산을 함유한 에탄올상을, 연속상으로는 증류수를 각각 시린지펌프를 이용하여 미세유체칩에 투입하였다. 작은 기공을 갖는 다공성막을 사용하고, 연속상의 유속이 높을 수록 작은 지질나노입자가 제조되었다. 라우릭 산은 지질나노입자의 콜로이드 안정성을 증가시켜 주었고, 독소루비신과 라우릭 산의 첨가는 HeLa 암세포주에서 높은 세포 독성을 나타내었다. 이러한 미세 유체칩은 다른 약물은 물론, mRNA와 siRNA를 함유한 지질나노입자제조에 응용될 수 있다.
A polydimethylsiloxane (PDMS) microfluidic device containing a porous membrane as a middle layer was fabricated to continuously produce lipid nanoparticles (LNPs). Ethanol with lipids and water were used as discontinuous and continuous phases. Doxorubicin and lauric acid were added in the ethanol phase for tumor therapy and LNP stability. The smaller LNPs were prepared at the higher flow rate of the continuous phase by using the membrane with smaller pore size. The LNPs with a size of 87.6±3.84 nm were obtained at 0.3 mL/min of the flow rate of the continuous phase by using the membrane with a pore size of 0.02 μm. The addition of lauric acid enhanced the colloidal stability of LNPs. In addition, the LNPs with doxorubicin and lauric acid exhibited lower viability for HeLa cells and enhanced colloidal stability of LNPs. The microfluidic device with a porous membrane can be used as a general platform for the continuous production of LNPs containing mRNA, siRNA, and other therapeutic agents.