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2025微流控技术新趋势：聚焦微流控设备推荐厂商在纳米药物制备中的应用

2025年10月16日，西南大学李翀教授、美国俄亥俄州立大学Robert J. Lee等合作者在期刊《Nature Communications》上发表题为"Virus-inspired lipopeptide-derived nucleic acid delivery to cartilage for osteoarthritis therapy"的研究论文。
文中使用苏州艾特森制药设备有限公司的MPE-L2型微流控制备仪制备了一系列非致病性、受病毒启发的脂肽基纳米颗粒（Virus-inspired lipopeptide-based nanoparticles，VPN），向软骨递送核酸，用于骨关节炎治疗。
研究背景
软骨靶向基因治疗在骨关节炎（OA）治疗中具有良好前景，但其疗效严重依赖于递送载体的有效性，本文研究团队开发了一种非致病性、模块化设计的病毒启发脂肽基纳米颗粒（VPN），并结合ROS响应型凝胶系统（si-VPN@HA），以构建高效安全的软骨靶向核酸递送平台，突破现有OA基因治疗的递送瓶颈。
1. VPNs与si-VPNs的设计与构建
➤ VPNs的制备：脂肽自组装：
通过固相肽合成法制备含Col2靶向头部、可变精氨酸/组氨酸阳离子部分及C₂₂疏水部分的脂肽，将脂肽溶于DMSO后缓慢加入DEPC，搅拌10分钟，利用脂肽自组装形成纳米颗粒。
➤ si-VPNs的制备：siRNA负载:
采用艾特森微流控设备，将等体积预设N

比的VPN溶液与siRNA溶液均匀混合，借助静电吸附作用使siRNA负载于VPN 形成复合物。
2. VPNs与 si-VPNs的制备与表征
研究团队成功制备了在酸性环境下可调整尺寸和电荷、因而更易渗透软骨的VPN纳米颗粒。通过微流控制备方法，VPN可以高效包裹siRNA形成si-VPN，后者不易被酶降解。VPN是空心囊泡，包裹siRNA后变成实心小球。
3. 体外转染与RNA干扰效能
研究团队发现，在软骨细胞中，si-VPN-2（–[(R)5-(H)4]2–）比传统载体（如MC3-LNP）摄取效率更高；在软骨小球模型中，si-VPN-2能穿透到小球中心，其他载体多停在表面； si-VPN-2 能高效沉默MMP-13，可发挥基因治疗作用。
4. MMP-13沉默影响体外基因表达谱
研究团队进一步验证了si-VPN-2临床应用前景，证实在患者原代软骨细胞中，si-VPN-2的细胞摄取效率最高（较传统MC3-LNP高3倍多），无聚集，可高效实现溶酶体逃逸，使MMP-13 高效表达沉默；通过基因测序发现，si-VPN-2能调控OA相关基因，影响 OA关键通路。5. 纳米-凝胶si-VPN@HA的构建、释放与关节滞留
基于上述研究成功，研究团队构建了一种ROS响应型 si-VPN@HA 纳米凝胶，该凝胶可根据环境ROS水平响应性释放释放 si-VPN-2；释放的si-VPN-2仍有高软骨穿透能力。si-VPN@HA可在关节内滞留超21天，调和了穿透和滞留的困境。
6. 在外科ACTL模型中通过si-VPN@HA治疗缓解软骨变性
研究团队在在ACLT OA小鼠模型中证实si-VPN@HA的作用效果：
较 si-VPN-2、si-MC3-LNP 更能减轻软骨退变，OARSI 评分接近假手术组；
可实现约75% MMP-13体内沉默，下调NGF、MMP-9等信号，缓解疼痛与软骨分解；
调节巨噬细胞表型（减M1、增M2）并降低炎症基因，且安全性良好。
7. PTOA模型与类固醇协同治疗实现更优关节保护
证实在PTOA小鼠模型中： si-VPN@HA与内固醇合用更能保护关节功能，减轻软骨退变与骨赘形成。
8. 关节内mRNA递送的功能验证
进一步地，研究团队使用微流控制备仪将VPN与mRNA混合，制备含mRNA的纳米颗粒即m-VPNs，证明m-VPN-2的体外转染效率、体内软mRNA递送效果均显著优于m-VPN-1及m-MC3-LNP。
知识分享：研究亮点
1、本文创新设计出受病毒启发的模块化脂肽基纳米颗粒（VPN），以含可变精氨酸/组氨酸的阳离子部分为核心功能组件，优化后的VPN-2转染效率较传统脂质纳米颗粒提升约2.5倍，且具备pH敏感性与软骨靶向性，可高效递送核酸至软骨细胞并实现溶酶体逃逸。
2、为解决关节内递送的 “穿透-滞留” 矛盾，构建ROS响应型si-VPN@HA凝胶内纳米系统，该系统在OA高ROS环境下可释放si-VPN-2，在ACLT小鼠中减轻软骨退变，与甲泼尼龙联用还能在PTOA小鼠中实现更优关节保护。
3、研究同时验证VPN-2可作为mRNA递送载体，在体外细胞与ACLT小鼠体内均展现出优异的mRNA转染效果，证实其作为软骨靶向核酸递送平台的通用性，为骨关节炎创新治疗提供新策略。
苏州艾特森制药设备有限公司先后研发了微流控制备仪、脂质体挤出仪、高压均质机、旋转灭菌柜、超滤系统等设备，已通过ISO9001国际质量管理体系、欧盟CE、国家高新技术企业、专精特新中小企业等多项认证，服务于数百家科研单位及制药企业，是国内纳米制剂核心工艺设备的重要供应商，自成立以来一直致力于自主研发，专注微纳米制剂核心工艺设备设计、制造与产业化技术服务。
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