CN220968881U - 一种脂质纳米颗粒制备混合器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及脂质纳米颗粒制备技术领域，具体涉及到一种脂质纳米颗粒混合装置。所述混合器采取多模块组装而成，其特征在于，所述混合器顶层将两相流体(水相和脂质有机相)由至少两个物料入口导入，并经过至少两个垂直进入流道引流至中间层分流将每一流道均分形成两个流道后，进入混合层十字流路，沿十字流路末端向中心，最终将所有流道中液体在十字流路中心对撞混合，流体混合形成的脂质纳米颗粒由底层产品流出口导出。本实用新型提供了一种脂质纳米颗粒制备混合器装置，旨在解决现有混合制备技术中稳定性差、处理量小、无法有效放大生产等问题。

Description

一种脂质纳米颗粒制备混合器

技术领域

本实用新型涉及脂质纳米颗粒制备技术领域，具体涉及到一种脂质纳米颗粒混合装置。

背景技术

脂质纳米颗粒(LNP)是生物活性化合物(如核糖核酸RNA，脱氧核糖核酸DNA、蛋白质和多肽)的有效药物递送系统，粒径分布从十几纳米至几微米不等，并可以通过多种途径给药。脂质纳米颗粒通常由多种脂质不同比例混合作为载体材料，并与活性生物大分子药物相互作用将其吸附包裹，形成最终纳米递送系统。其结构除了本质上的复杂性以及许多潜在的成分和临床结果的未知关系外，其实际开发和生产过程的工艺也有诸多瓶颈。脂质纳米颗粒的制备方法从传统的薄膜法、挤压法到目前市场上较为成功的微流控与对撞流法，但都常常面临稳定性差、处理量小、无法连续及有效放大生产等问题。因此设计一种将脂质高效均质化混合进而制备稳定性高、包封率好的脂质纳米颗粒混合器装置对产业化大规模制备脂质纳米颗粒药物至关重要。

实用新型内容

本实用新型提供了一种脂质纳米颗粒制备混合器装置，旨在解决现有混合制备技术中稳定性差、处理量小、无法有效放大生产等问题。

本实用新型采用了以下技术方案：

一种脂质纳米颗粒制备混合器，所述混合器采取多模块组装而成，所述混合器包括第一模块、第二模块、第三模块和第四模块，所述第一模块包括用于通入水相溶液的水相物料入口和用于通入脂质有机相的有机相物料入口，所述水相物料入口和所述有机相物料入口分别具有一个垂直进入流道；

所述第二模块具有对应于所述水相物料入口和所述有机相物料入口的垂直进入流道的两个导流流道，所述导流流道位于与其相对应的垂直进入流道的正下方且允许所述垂直进入流道中的脂质有机相或水相溶液流入；

所述第三模块具有对应于所述两个导流流道的两个分流流道，所述导流流道的出口位于与其相对应的分流流道的中间位置且允许所述导流流道中的脂质有机相或水相溶液流入与其相对应的分流流道；

所述第四模块具有混合流道和产品流出孔，所述混合流道具有四个支流流道且呈十字形，所述支流流道的尾端位于所述分流流道的正下方且允许所述分流流道的脂质有机相和水相溶液流入，所述产品流出孔允许所述混合流道中的脂质有机相和水相溶液的混合液流入并流出。

本申请的混合器顶层（即第一模块）将两相流体（水相和脂质有机相）由至少两个物料入口导入，并经过至少两个垂直进入流道引流至中间层分流将每一流道均分形成两个流道后，进入混合层十字流路，沿十字流路末端向中心，最终将所有流道中液体在十字流路中心对撞混合，流体混合形成的脂质纳米颗粒由底层产品流出口导出。

在一些实施例中，所述脂质有机相包括含有各类单一或混合脂质的有机溶液。

在一些实施例中，所述水相溶液源包括含有酸化溶液和/或生物活性分子和/或小分子的水相溶液。

在一些实施例中，所述混合器为多模块结构组装而成，可拆卸。

在一些实施例中，所述混合器流道尺寸范围为100微米至5毫米。

在一些实施例中，其特征在于，所述混合器产可承受所述流体的流速的范围为0到5 L/min。

在一些实施例中，所述混合器顶层两物料口采用螺纹旋转链接，两相流体入口可调换。

在一些实施例中，所述混合器可清洗，可重复使用。

在一些实施例中，所述混合器流道转角过渡采用圆角化过渡结构。

与现有技术相比，本实用新型的有以下明显优势：

本混合装置在基于传统T型对撞流混合器两通路混合的基础上，创新将两相物料在混合器内分流成为四通路再对撞混合，在输入压力不变的情况下加快了混合时液体流速，增强了剪切力，极大提升了混合效果。

与传统微流控混合芯片管道窄，流量及产能有限的劣势相比，本混合装置可配置微米至毫米级流道尺寸，流速高，通量大，且流量可与混合器流道尺寸等比放大，制备两级灵活，亦可通过增加压力和流速进一步提升产量，极大便捷了工艺放大生产，提高了稳定放大生产的成功率。与目前商业化微流控生产设备最多每批次20-30 L的制备量相比，本混合装置可用于制备最高3000 L脂质纳米颗粒。

本混合装置采用多模块组装，便于混合器本身的加工与尺寸验证测量，亦利于拆卸清洗，重复使用。此外通过分层结构可以替换某一层多多层流道尺寸，便于进一步优化调整混合工艺，且不必完全更换整个混合器，降低工艺开发成本。

流道转角过渡采用圆角化过渡结构，大大减小纳米粒子在转接出发生阻滞及堵塞的可能性。

物料流入口采用螺纹旋转链接，密闭性高，实用方便。

附图说明

图1是纳米颗粒制备混合器的部件分解结构示意图

图2是纳米颗粒制备混合器使用时剖面结构示意图

图3是纳米颗粒制备混合器的部件分解剖面结构示意图

其中，1、水相物料入口；2、有机相物料入口；3、垂直进入流道；4、导流流道；5、分流流道；6、混合流道；

7、产品流出口；A、第一模块；B、第二模块；C、第三模块；D、第四模块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细描述。以下实施例或者附图用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。可以理解，可以对本实用新型中一般性描述的、在附图中图解说明的本实用新型内容的各个方面进行多种不同构成的配置、替换、组合，设计，而所有这些都明确地构成本实用新型内容的一部分。

附图为本实用新型包含的一个脂质纳米颗粒（LNP）混合器的实施例示意图。该混合器由第一模块A（进入层）、第二模块B（导流层）、第三模块C（分流层）、第四模块D（混合层）四个或更多模块构成，由多个螺丝连接并固定。其中第一模块A（进入层）包含至少两个物料入口，即水相物料入口1和有机相物料入口2。水相物料入口1具有一个垂直进入流道3，从而实现可操作地从混合器前管路接收药物水溶液或辅助水溶液，及允许药物水溶液或辅助水溶液流经其向下层流动。有机相物料入口2同样具有一个垂直进入流道3，从而实现可操作地从混合器前管路接收脂质有机溶液及允许脂质有机溶液流经其向下层流动。

第二模块B（导流层）具有至少两个流体管道（导流流道4），导流流道4一端位于垂直进入流道3正下方，从而允许脂质有机溶液与药物水溶液或辅助水溶液从第一模块A中的垂直进入流道3流入导流流道4，在第二模块B中进行一定水平流动后继续向下层流动。

第三模块C（分流层）具有至少两个流体管路（分流流道5），导流流道4的出口处位于分流流道5的水平流道的中间位置，从而允许脂质游记溶液与药物水溶液或辅助水溶液从第二模块B中的导流流道4流入分流流道5，在分流流道5中，脂质有机溶液和药物水溶液或辅助水溶液分别沿着分流流道5的水平流道由中端向两端分流，经过一定水平流动后继续向下层流动。

第四模块D（混合层）具有一个十字流道（混合流道6）及一个产品流出口7，十字流道的四个支流流道尾端位于分流流道5出口的正下方，从而允许脂质溶液和药物水溶液或辅助水溶液通过第三模块C的分流流道5流入混合流道6，并沿十字流路向十字中心流动，在十字流道中心，脂质溶液和药物水溶液或辅助水溶液有序混合，脂质溶液中的脂质自组装形成脂质纳米颗粒，继续通过产品流出孔7流出混合器，进入混合器后管路。

在一些实施例中，混合器内流道结构和尺寸可根据所需目标脂质纳米颗粒的质量属性而定制的管道结构部件。一般来说，在混合器混合流路中，脂质有机溶液和辅助溶液/或含有生物活性分子或小分子的药物水相溶液可以完成10毫秒甚至1毫秒内的快速混合，从而引起极性脂质与药物活性分子的相互作用，进而使得脂质通过自组装快速形成可控、均一的含药物或不含药物的脂质纳米颗粒。在一些实施例中，流路的几何结构和尺寸包括但不限于流路的截面形状、孔径与长度。例如，流路的截面形状可以是圆形、椭圆形、六边形或具有更多个边的多边形，等等。在一些实施例中，流路的直径为10μm至5mm之间，优选为500μm至2mm之间。在一些实施例中，混合器的外部形状包括但不限于混合器的形状和尺寸。例如，混合器的外部形状可以是立方体、圆柱形或其他多面体。在一些实施例中，混合器采用多模块组装，便于混合器本身的加工与尺寸验证测量，但为了更好地密闭整个混合器，亦可采取整体注塑加工方式得到一体式直至纳米颗粒制备混合器。在一些实施例中，混合器顶层两物料口采用螺纹旋转链接，两相流体入口亦可调换。在一些实施例中，混合器可清洗重复使用。

那些本技术领域的一般技术人员可以通过研究说明书、公开的内容及附图和所附的权利要求书，理解和实施对披露的实施方式的其他改变。在权利要求中，措词“包括”不排除其他的元素和步骤，并且措辞“一”、“一个”不排除复数。在本实用新型的实际应用中，一个零件可能执行权利要求中所引用的多个技术特征的功能。权利要求中的任何附图标记不应理解为对范围的限制。

Claims (9)

1.一种脂质纳米颗粒制备混合器，所述混合器采取多模块组装而成，其特征在于，所述混合器包括第一模块（A）、第二模块（B）、第三模块（C）和第四模块（D），所述第一模块（A）包括用于通入水相溶液的水相物料入口（1）和用于通入脂质有机相的有机相物料入口（2），所述水相物料入口（1）和所述有机相物料入口（2）分别具有一个垂直进入流道（3）；

所述第二模块（B）具有对应于所述水相物料入口（1）和所述有机相物料入口（2）的垂直进入流道（3）的两个导流流道（4），所述导流流道（4）位于与其相对应的垂直进入流道（3）的正下方且允许所述垂直进入流道（3）中的脂质有机相或水相溶液流入；

所述第三模块（C）具有对应于所述两个导流流道（4）的两个分流流道（5），所述导流流道（4）的出口位于与其相对应的分流流道（5）的中间位置且允许所述导流流道（4）中的脂质有机相或水相溶液流入与其相对应的分流流道（5）；

所述第四模块（D）具有混合流道（6）和产品流出孔（7），所述混合流道（6）具有四个支流流道且呈十字形，所述支流流道的尾端位于所述分流流道（5）的正下方且允许所述分流流道（5）的脂质有机相和水相溶液流入，所述产品流出孔（7）允许所述混合流道（6）中的脂质有机相和水相溶液的混合液流入并流出。

2.根据权利要求1所述的脂质纳米颗粒制备混合器，其特征在于，所述第一模块（A）上有至少两个水相物料入口（1）或有机相物料入口（2）。

3.根据权利要求1所述的脂质纳米颗粒制备混合器，其特征在于，所述混合器的多模块可拆卸地组装而成。

4.根据权利要求1所述的脂质纳米颗粒制备混合器，其特征在于，所述混合器垂直进入流道（3）、导流流道（4）、分流流道（5）和混合流道（6）的尺寸范围分别独立地为10μm至5mm。

5.根据权利要求1所述的脂质纳米颗粒制备混合器，其特征在于，所述混合器产可承受流体的流速的范围为0到5 L/min。

6.根据权利要求1所述的脂质纳米颗粒制备混合器，其特征在于，所述第一模块（A）采用螺纹旋转连接且其水相物料入口（1）和有机相物料入口（2）可调换。

7.根据权利要求1所述的脂质纳米颗粒制备混合器，其特征在于，所述混合器可清洗，可重复使用。

8.根据权利要求1所述的脂质纳米颗粒制备混合器，其特征在于，所述混合器流道转角过渡采用圆角化过渡结构。

9.根据权利要求1所述的脂质纳米颗粒制备混合器，其特征在于，所述混合器采取整体注塑加工方式，得到一体式脂质纳米颗粒制备混合器。