微胶囊精准制备|为何“共挤出”法如此优秀?
: 2024-06-25
: 中国科学报
: 王敏

但一旦走出实验台,进入真实的应用与产品语境,这些被暂时忽略的“非科学因素”会迅速回到舞台中央,甚至直接决定一项技术是否还有继续讨论的价值。 

  • 挤出法为例,它的优点非常明显:原理清晰、设备简单、上手快,是许多实验室接触微胶囊的“第一站”。但这种直观,也伴随着一个几乎无法绕开的先天限制——粒径尺度被牢牢锁定在毫米级,甚至更大。在真实应用中,这往往不是“尺寸偏大一点”的问题,而是直接触及结构与性能的底线:在控释与递送体系中,颗粒过大意味着无法施用(颗粒尺寸甚至大过小鼠病灶部位!),还有就是扩散路径过长,释放响应迟缓;在悬浮或涂覆应用中,毫米级颗粒极易沉降、分层,体系稳定性堪忧;在食品相关场景下,尺寸不匹配更会直接反映为口感与体系相容性问题。更现实的是,挤出法的粒径调节高度依赖喷嘴尺寸与操作者经验,可调窗口窄、重现性差,很难满足规模化产品对“一致性”的基本要求。 

  • 再看微流控法它在粒径单分散性和结构设计上的优势几乎无可挑剔,但工程端常常会在“看似已经完成”的那一刻被泼一盆冷水——“做完了,其实还没结束”。油相或乳化剂需要被彻底洗脱去除,多轮清洗不仅拉长工艺链条、增加时间和成本,还可能带来两个致命问题:一是乳化剂等试剂残留可能会造成医药、食品和日化等应用产品触碰法规红线;二是在反复清洗过程中,也极有可能造成活性成分的极大损失。此外,还有一个痛点,即,后期如何在保持产品结构精度的同时实现放大生产,这至今仍是有待攻克的难关。

  • 至于电喷法它在粒径控制方面同样表现亮眼,但始终绕不开一个现实事实:单喷头体系的产率,难以支撑真正的规模化需求。多喷头并联虽然在概念上可行,但在一致性、电场耦合和系统稳定性上,又会引入新的复杂性,有待产业突破。

正是在这样的多重现实约束下,一种能够在结构可控性、操作连续性与工程放大潜力之间取得平衡的技术路径,重新回到研究者与产业界的视野——共挤出法(Co-extrusion(图1)。在本推送中,我们将结合 Liew-Phing Pui 等人发表综述工作,系统梳理这一被反复验证的“优秀”微胶囊制备策略,看看它究竟是何原理,在什么地方。


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