JP7718742B2 - 脂質ナノ粒子製造用チップ、これを含む脂質ナノ粒子製造システム及び脂質ナノ粒子製造方法 - Google Patents

脂質ナノ粒子製造用チップ、これを含む脂質ナノ粒子製造システム及び脂質ナノ粒子製造方法

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Description

本発明は、脂質ナノ粒子製造用チップ、前記脂質ナノ粒子製造用チップを含む脂質ナノ粒子製造システム及び脂質ナノ粒子製造方法に関し、より詳細には、ｍＲＮＡなどの有効成分を含む脂質ナノ粒子を製造するための脂質ナノ粒子製造用チップ、前記脂質ナノ粒子製造用チップを含む脂質ナノ粒子製造システム、及び前記有効成分を含む脂質ナノ粒子製造方法に関する。
ｍＲＮＡ（ｍｅｓｓｅｎｇｅｒ ＲＮＡ）は、タンパク質を合成する前の段階の物質であり、遺伝情報を含んでいる。ｍＲＮＡは、様々な治療剤へのアクセスが可能であり、予防用または治療用ワクチンとして活用可能であり、欠乏したタンパク質もｍＲＮＡを介して合成が可能である。ｍＲＮＡ治療剤の長所は、ＤＮＡと比較して核まで伝達されなくてもよく、誘電体に挿入されるものではないため、永久的な遺伝性疾患を引き起こさず、安全性が高い。また、タンパク質治療剤がアクセスできない細胞内の欠乏したタンパク質までｍＲＮＡで合成が可能である。ｍＲＮＡは、発現するタンパク質によって様々なサイズを有してもよく、一本鎖として存在する。ＤＮＡから作られたｍＲＮＡは、核から細胞質に抜け出てリボソームと出会い、タンパク質を生成する。ｍＲＮＡは、次世代遺伝子治療剤として脚光を浴びているが、一本鎖であるため安定性が非常に低く、血中で核酸分解酵素によって急速に分解され、腎臓を通じて早く体外に排泄されるだけでなく、強い負電荷を帯びて細胞膜を容易に通過できないことが知られている。
核酸をはじめとするアニオン性薬物を用いた治療において、安全かつ効率的な薬物伝達技術は、長い間研究されてきており、様々な伝達体及び伝達技術が開発されてきた。ｍＲＮＡを脂質ナノ粒子（Ｌｉｐｉｄ Ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅ）に封入して伝達する方式を用いたｍＲＮＡワクチンに関する研究が多様に行われており、これに対する量産システムの研究が続けられている。
最近、製薬、ワクチン、ＤＤＳ（ｄｒｕｇ ｄｅｌｉｖｅｒｙ ｓｙｓｔｅｍ）などの分野でｍＲＮＡを脂質ナノ粒子（Ｌｉｐｉｄ Ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅ）に封入して伝達する方式が脚光を浴びているが、量産製造において難しさがある。大型容器で乱流を発生させて混合、希釈、濃縮するバルク作製方式があるが、製造された脂質ナノ粒子の均一な品質を得ることが難しく、製造工程の制御が難しいという問題がある。
一方、このような問題を解決しようとする努力で、チップ状のミキサーを用いてナノ脂質粒子を製造する方式が研究されているが、流体の流れの特性解析の難しさにより、より効率的かつ高品質なナノ脂質粒子を製造するのに難しさが存在する。
ＵＳ １０，８３５，８７８
そこで、本発明の技術的課題は、このような点に着目したもので、本発明の目的は、脂質ナノ粒子を製造するための脂質ナノ粒子製造用チップを提供することである。
本発明の他の目的は、前記脂質ナノ粒子製造用チップを含む脂質ナノ粒子製造システムを提供することである。
本発明のさらに他の目的は、脂質ナノ粒子の製造方法を提供することである。
前記本発明の目的を実現するための一実施例による脂質ナノ粒子製造用チップは、第１の原料供給流路、第２の原料供給流路、及び前記第１の原料供給流路及び前記第２の原料供給流路に連結され、前記第１の原料供給流路を通じて供給される第１の原料と、前記第２の原料供給流路を通じて供給される第２の原料を混合するミキサー部を含む。前記ミキサー部は第１の安定化部、及び前記第１の安定化部と連結され、前記第１の原料と前記第２の原料が互いに混合される第１の混合部を含む。前記第１の原料と前記第２の原料の混合は、前記第１の安定化部よりも前記第１の混合部でより多く行われる。
本発明の一実施例において、前記第１の安定化部は第１の幅を有し、第１の長さを有する左側の安定化流路と前記第１の幅を有し、前記第１の長さを有する右側の安定化流路を含んでもよい。
本発明の一実施例において、前記第１の安定化部の前記左側の安定化流路と右側の安定化流路は、互いに対称に楕円形または円形をなすことができる。
本発明の一実施例において、前記第１の混合部は、第２の幅を有する左側の混合流路と、第３の幅を有する右側の混合流路を含み、前記第２の幅と前記第３の幅は、互いに異なってもよい。
本発明の一実施例において、前記第１の混合部の前記左側の混合流路と右側の混合流路は、楕円形または円形をなすことができる。
本発明の一実施例において、前記第１の安定化部は、前記第１の原料供給流路及び前記第２の原料供給流路と連結されてもよい。前記第１の原料は前記第１の原料供給流路、前記第１の安定化部及び前記第１の混合部を順に流れ、前記第２の原料は前記第２の原料供給流路、前記第１の安定化部及び前記第１の混合部を順に流れ、前記第１の原料と前記第１の原料がなす界面で前記第１の原料と前記第２の原料の混合が行われるが、前記第１の原料と第２の原料の混合は、前記第１の安定化部よりも前記第１の混合部でより多く行われてもよい。
本発明の一実施例において、前記第１の混合部は、前記第１の原料供給流路及び前記第２の原料供給流路と連結され、前記第１の原料は、前記第１の原料供給流路、前記第１の混合部及び前記第１の安定化部を順に流れ、前記第２の原料は、前記第２の原料供給流路、前記第１の混合部及び前記第１の安定化部を順に流れてもよい。
本発明の一実施例において、前記ミキサー部は、前記第１の混合部と連結される第２の安定化部、及び前記第２の安定化部と連結される第２の混合部をさらに含んでもよい。
前記本発明の目的を実現するための一実施例による脂質ナノ粒子製造システムは、第１の原料を供給する第１の原料供給部、第２の原料を供給する第２の原料供給部、前記第１の原料及び前記第２の原料を混合して混合液を形成するミキサー部を含む脂質ナノ粒子製造用チップ、及び前記脂質ナノ粒子製造用チップから製造された脂質ナノ粒子を得る脂質ナノ粒子取得部を含む。前記脂質ナノ粒子製造用チップの前記ミキサー部は、第１の安定化部、及び前記第１の安定化部と連結され、前記第１の原料と前記第２の原料が互いに混合される第１の混合部を含む。
本発明の一実施例において、前記第１の安定化部は、第１の幅を有し、第１の長さを有する左側の安定化流路と前記第１の幅を有し、前記第１の長さを有する右側の安定化流路を含んでもよい。前記第１の混合部は、第２の幅を有する左側の混合流路と第３の幅を有する右側の混合流路を含み、前記第２の幅と前記第３の幅は、互いに異なってもよい。
前記本発明の目的を実現するための一実施例による脂質ナノ粒子の製造方法は、有効成分を含む第１の原料と脂質（ｌｉｐｉｄ）を含む第２の原料を準備する段階、前記第１の原料と前記第２の原料を混合して前記有効成分を含む脂質ナノ粒子を形成する段階、及び前記脂質ナノ粒子を含む溶液をろ過及び個別容器に充填して最終製品を製造する後処理段階を含む。前記脂質ナノ粒子を形成する段階は、流路が形成された脂質ナノ粒子製造用チップ（ｃｈｉｐ）上で行われ、前記第１の原料及び第２の原料が互いに同じ幅と長さを有する左側の安定化流路と右側の安定化流路を含む安定化部を通過する安定化段階、及び前記第１の原料及び第２の原料が互いに異なる幅を有する左側の混合流路と右側の混合流路を含む混合部を通過して互いに混合する混合段階を含む。
本発明の一実施例において、前記安定化部の前記左側の安定化流路と前記右側の安定化流路は、互いに対称に楕円形または円形をなすことができる。前記混合部の前記左側の混合流路と前記右側の混合流路は、楕円形または円形をなすことができる。
本発明の一実施例において、前記安定化段階及び前記混合段階は、少なくとも２回交互に繰り返すことができる。
本発明の実施例による脂質ナノ粒子製造用チップのミキサー部は、互いに交互に配置された安定化部と混合部を含む。前記安定化部と前記混合部の流路設計によって、高品質のナノ脂質粒子をより安定的かつ効率的に製造しうる。
ただし、本発明の効果は、前記効果に限定されるものではなく、本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲で多様に拡張できるだろう。
本発明の一実施例による脂質ナノ粒子製造システムの概略図である。 図１の脂質ナノ粒子製造システムの脂質ナノ粒子製造用チップのミキサー部を詳細に示す図である。 図２のミキサー部での流体の流れを説明するための図である。 本発明の一実施例による脂質ナノ粒子製造システムの脂質ナノ粒子製造用チップのミキサー部を詳細に示す図である。 本発明の一実施例による脂質ナノ粒子製造システムの脂質ナノ粒子製造用チップを示す図である。 本発明の一実施例による脂質ナノ粒子製造システムの脂質ナノ粒子製造用チップの流体の流れをシミュレーション及び実験した結果を示す図である。 図６の実験のための混合効率（Ｍｉｘｉｎｇ Ｉｎｄｅｘ）計算を説明するための図である。 本発明の一実施例による脂質ナノ粒子製造システムの脂質ナノ粒子製造用チップのミキサー部の長さによる混合程度をシミュレーション及び実験した結果を示すグラフである。 本発明の一実施例による脂質ナノ粒子の製造方法を示すフローチャートである。 図９の脂質ナノ粒子製造方法のチップ上で脂質ナノ粒子を製造する段階を詳細に示すフローチャートである。
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施例をより詳細に説明する。
本発明は、様々な変更を加えることができ、様々な形態を有することができるので、特定の実施例を図面に例示し、本文に詳細に説明する。しかし、これは本発明を特定の開示形態について限定しようとするものではなく、本発明の思想及び技術の範囲に含まれるすべての変更、均等物ないし代替物を含むものと理解されなければならない。
図１は、本発明の一実施例による脂質ナノ粒子製造システムの概略図である。
図１を参照すると、前記脂質ナノ粒子製造システムは、ｍＲＮＡを含む第１の原料供給部１０、脂質（Ｌｉｐｉｄ）を含む第２の原料供給部２０、脂質ナノ粒子取得部３０及び脂質ナノ粒子製造用チップ１００を含む。
前記第１の原料供給部１０は第１の原料を貯蔵し、前記脂質ナノ粒子製造用チップ１００に前記第１の原料を提供する。前記第１の原料は、ｍＲＮＡを含む溶液であってもよい。例えば、前記第１の原料は、ｍＲＮＡ及び水を含んでもよいが、これに制限されるものではない。例えば、前記第１の原料は、ｍＲＮＡだけでなく、ｍｉＲＮＡ、ｓｉＲＮＡ、ＤＮＡなどの核酸またはＣＲＩＳＰＲなどの様々な形態の有効成分を含んでもよい。
前記第２の原料供給部２０は、第２の原料を貯蔵し、前記脂質ナノ粒子製造用チップ１００に前記第２の原料を提供する。前記第２の原料は、脂質（Ｌｉｐｉｄ）を含む溶液であってもよい。例えば、前記第２の原料は、脂質及びエタノールを含んでもよい。
前記脂質ナノ粒子製造用チップ１００は、前記第１の原料及び前記第２の原料を混合してｍＲＮＡを含む脂質ナノ粒子溶液を製造してもよい。
前記脂質ナノ粒子製造用チップ１００は、第１の原料供給流路１１０、第２の原料供給流路１２０、ミキサー部２００及び脂質ナノ粒子取得流路１３０を含んでもよい。
前記第１の原料供給流路１１０は、前記第１の原料供給部１０から前記第１の原料の供給を受けて前記ミキサー部２００に伝達してもよい。前記第２の原料供給流路１２０は、前記第２の原料供給部２０から前記第２の原料の供給を受けて前記ミキサー部２００に伝達してもよい。
前記ミキサー部２００は、前記第１及び第２の原料供給流路１１０、１２０と連結され、前記第１の原料及び前記第２の原料を混合して脂質ナノ粒子を含む混合液を製造してもよい。前記ミキサー部１１０は、ｃｈａｏｔｉｃ ｍｉｘｅｒ，ｈｅｒｒｉｎｇｂｏｎｅ ｍｉｘｅｒなど一般的にマイクロチャネル（ｍｉｃｒｏｃｈａｎｎｅｌ）内でよく使用されるマイクロ流体ミキサー（ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃ ｍｉｘｅｒ）が使用されてもよい。このとき、流路内での前記第１の原料と前記第２の原料のミキシングを通じて２つの流体の界面で脂質とｍＲＮＡの自己集合（ｓｅｌｆ－ａｓｓｅｍｂｌｙ）により形成される脂質ナノ粒子を含む混合液が製造されてもよい。
前記ミキサー部２００は、互いに交互に配置される少なくとも１対の安定化部及び混合部を含んでもよい。前記第１の原料の有効成分が前記第２の原料の脂質によって囲まれて有効成分を含む高品質の脂質ナノ粒子を形成するためには、溶液（第１の原料及び第２の原料）間の混合だけでなく、溶液間の接触面の面積、形態、周囲溶液の流れなどがすべて影響を及ぼすので、そのための最適な設計が必要であり、本発明の実施例は、前記のように少なくとも１対の安定化部及び混合部を含むように前記ミキサー部２００を構成することにより、これを実現した。前記ミキサー部２００については、図２の説明で詳細に後述する。
前記脂質ナノ粒子取得流路１３０は、前記ミキサー部２００に連結され、前記脂質ナノ粒子取得部３０は、前記脂質ナノ粒子取得流路１３０を通じて前記ミキサー部で形成された前記脂質ナノ粒子を含む混合液を得ることができる。
その後、前記混合液を必要に応じて希釈または濃縮し、所望の濃度の脂質ナノ粒子溶液を形成した後、前記脂質ナノ粒子を含む溶液をろ過及び個別容器に充填して最終製品を製造してもよい。
前記脂質ナノ粒子製造用チップ１００は、内部に流路を形成するための様々な構造を有してもよく、例えば、グルーブが第１の基板と前記第１の基板上に前記第１の基板に接合される第２の基板を含む構造を有してもよい。
図２は、図１の脂質ナノ粒子製造システムの脂質ナノ粒子製造用チップのミキサー部を詳細に示す図である。
前記ミキサー部２００は、併合部２０２、第１の安定化部２１０、第１の混合部２２０、第２の安定化部２３０、第２の混合部２４０及び排出部２０４を含んでもよい。
前記併合部２０２は、第１の原料供給流路（図１の１１０）と第２の原料供給流路（図１の１２０）が併合される地点である。前記併合部２０２には第１の安定化部２１０が連結されてもよい。
前記第１の安定化部２１０は、第１の幅ｗ１を有し、第１の長さを有する左側の安定化流路２１２と前記第１の幅ｗ１を有し、前記第１の長さを有する右側の安定化流路２１４を含んでもよい。これにより、前記第１の安定化部２２０の前記左側の安定化流路２１２と右側の安定化流路２１４は、第２の方向Ｄ２を基準にして、互いに対称に楕円形または円形をなすことができる。前記併合部２０２において、前記第１の原料と前記第２の原料が混合し始め、混合境界面で自己集合によって形成される脂質ナノ粒子が十分な構造形成時間を有するように前記第１の安定化部２２０の流路を通過しうる。
前記第１の混合部２２０は、前記第１の安定化部２１０と連結される。前記第１の混合部２２０は、第２の幅ｗ２を有する左側の混合流路２２２と、第３の幅ｗ３を有する右側の混合流路２２４を含み、前記第２の幅ｗ２と前記第３の幅ｗ３は、互いに異なる。これにより、前記第１の混合部２２０の前記左側の混合流路２２２と右側の混合流路２２４は、非対称の楕円形または円形をなすことができる。前記第１の原料と前記第２の原料の混合は、前記第１の安定化部２１０よりも前記第１の混合部２２０でより多く行われてもよい。
前記第２の安定化部２３０は、前記第１の混合部２２０に連結される。前記第２の安定化部２３０は、前記第１の幅ｗ１を有し、前記第１の長さを有する左側の安定化流路２３２と前記第１の幅ｗ１を有し、前記第１の長さを有する右側の安定化流路２３４を含んでもよい。これにより、前記第２の安定化部２３０の前記左側の安定化流路２３２と右側の安定化流路２３４は互いに対称に楕円形または円形をなすことができる。前記第１の混合部２２０において流体の混合境界面で自己集合によって形成される脂質ナノ粒子が十分な構造形成時間を有するように前記第２の安定化部２３０の流路を通過しうる。
前記第２の混合部２４０は、前記第２の安定化部２３０と連結される。前記第２の混合部２４０は、前記第３の幅ｗ３を有する左側の混合流路２４２と、前記第２の幅ｗ２を有する右側の混合流路２４４を含んでもよい。これにより、前記第２の混合部２４０の前記左側の混合流路２４２と右側の混合流路２４４は、非対称の楕円形または円形をなすことができ、前記第１の混合部２２０の形状と対称形状であってもよい。前記第１の原料と前記第２の原料の混合は、前記第２の安定化部２３０よりも前記第２の混合部２４０でより多く行われもよい。
前記排出部２０４は、前記第２の混合部２４０と連結され、脂質ナノ粒子取得流路（図１の１３０）と連結されてもよい。
本実施例において、前記ミキサー部２００は、２対の互いに交互に配置される安定化部と混合部を含むが、これに限定されるものではない。例えば、より多くの安定化部と混合部が交互に配置されるか、または安定化部よりも混合部が先に配置されるなどの様々な構造が可能である。
図３は、図２のミキサー部における流体の流れを説明するための図面である。
一般に、ナノ脂質粒子は互いに異なる２つの溶液（ｗａｔｅｒ ｂａｓｅ，ｏｉｌ ｂａｓｅ）の混合中に発生する溶液間の接触面（Ｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌ Ａｒｅａ）でパーティクルが構造化される自己集合過程（Ｓｅｌｆ－Ａｓｓｅｍｂｌｙ ｐｒｏｃｅｓｓ）を通じて生成される。マイクロ流体（Ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃ）技術を適用したナノ脂質粒子製造用チップをデザインするにあたって主な要因は、ａ）適用する溶液の流量条件、ｂ）内部溶液の慣性（Ｉｎｅｒｔｉａｌ）と粘性（Ｖｉｓｃｏｕｓ）による相対的な力の力学関係を無次元数で定量化したレイノルズ数（Ｒｅｙｎｏｌｄｓ Ｎｕｍｂｅｒ）、ｃ）接触面で発生する溶液間の濃度及び溶液流体の流れによる運動量の差により発生する拡散（Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ）現象の分析などがある。
また、Ｗａｔｅｒ ｂａｓｅとＯｉｌ ｂａｓｅ溶液の供給比率であるＦｌｏｗ Ｒａｔｅ Ｒａｔｉｏ（ＦＲＲ）とＴｏｔａｌ Ｆｌｏｗ Ｒａｔｅ（ＴＦＲ）の流量条件が考慮されてもよい。ＦＲＲは、それぞれの２つの溶液の比率として

と定義され、２つの溶液のＦｌｏｗ Ｒａｔｅの総和をＴＦＲと定義する。ＦＲＲとＴＦＲの値によって２つの溶液間の接触面の発生程度及び接触面での濃度差に変化が生じるので、前記ナノ脂質粒子製造用チップのデザインを考慮しなければならない。
無次元数レイノルズ数（Ｒｅｙｎｏｌｄｓ Ｎｕｍｂｅｒ）を通じて、ナノ脂質粒子製造用チップのチャネル（流路）内の溶液の混合及び接触面の発生程度を予想しうる。前記チャネル内の流れにおいてレイノルズ数（Ｒｅ）を導出する方式は、下記＜数式１＞の通りである。
ρは、内部溶液の密度、Ｕｍｅａｎは、溶液の平均速度、Ｄｈは、チャネル内の直径の特性が水力学的に反映された直径（Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｄｉａｍｅｔｅｒ）であり、μは、溶液の粘性係数である。通常、レイノルズ数が２，３００以下の場合、当該溶液の流れは、層流（Ｌａｍｉｎａｒ Ｆｌｏｗ）と定義でき、レイノルズ数が２，３００よりもさらに高くなると、遷移流（Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｆｌｏｗ）を経て最終的に乱流（Ｔｕｒｂｕｌｅｎｔ Ｆｌｏｗ）をなす。前記変数から確認できるように、慣性と粘性の比率の無次元化したレイノルズ数を適切に調整及び調律し、内部溶液の移流（Ａｄｖｅｃｔｉｏｎ）程度と接触面での濃度差による拡散と運動量の拡散（Ｍｏｍｅｎｔｕｍ Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ）を通じて溶液内のナノ脂質粒子の自己集合（Ｓｅｌｆ－Ａｓｓｅｍｂｌｙ）に肯定的な影響を及ぼし、高品質のナノ脂質粒子を効率的に製造できるようになる。前記検討により、流量条件のレイノルズ数による移流（Ａｄｖｅｃｔｉｏｎ）程度と運動量の拡散（Ｍｏｍｅｎｔｕｍ Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ）による影響及び濃度差による拡散による影響関係を考慮し、ナノ脂質粒子製造用チップのチャネルをデザインした。
一方、チャネルの内径の特性が反映された水力学的直径（Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｄｉａｍｅｔｅｒ）がレイノルズ数の調整及び調律に重要な影響を及ぼし、前記水力学的直径は、チャネル内に溶液が満ちているという仮定の下で、下記の＜数式２＞により計算しうる。
さらに、レイノルズ数は内部溶液、流体の特性とも深い関係がある。特に密度と粘性は考慮すべき１つの要因である。ＦＲＲによって混合の程度が変わるが、基本的にはＷａｔｅｒ ＢａｓｅとＯｉｌ Ｂａｓｅの混合溶液とみなすことができ、水と油は溶液間の混合程度（ｍｉｓｃｉｂｉｌｉｔｙ）が良くないため混合された比率、ＦＲＲによる混合溶液の粘性に大きな差がある。ナノ脂質粒子の製造に広く使用されるエタノール及び水を使用する場合、水とエタノールの混合程度による粘性の変化は、下記の＜テーブル．１＞のようにＫｈａｔｔａｂ，Ｉの研究を参考してもよい。
常温（Ｒｏｏｍ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，２９８Ｋ）でエタノールと混ざっていない水の場合、粘性（μ）が計算値０．８９１４ｍＰａ・ｓ、測定値０．８９１４ｍＰａ・ｓを有し、純粋なエタノールの場合は、計算値１．０９９ｍＰａ・ｓ、測定値１．０９９ｍＰａ・ｓを有する。しかし、水とエタノールの低い混合程度（ｍｉｓｃｉｂｉｌｉｔｙ）により混合時に発生するナノサイズの粒子（ｐａｒｔｉｃｌｅ）による粘性値がエタノールｍｏｌｅ ｆｒａｃｔｉｏｎ ０．３１６の場合、計算値２．１６１ｍＰａ・ｓ、測定値２．４２３ｍＰａ・ｓとして大きな差がある。したがって、ＦＲＲとそれによる粘性変化の程度を綿密に分析し、より正確なレイノルズ数の計算によってのみ最適化されたナノ脂質粒子製造用チップのチャネルをデザインしうる。
一方、２つの溶液間の接触面で発生する拡散現象は、２つの場合に分けて分析しうる。第一に、溶液間に発生する濃度差による微視的な観点からの拡散と混合時に発生する粘性及び混合溶液の流体特性の変化による巨視的な運動量の観点からの拡散である。濃度差による拡散の場合、下記の＜数式．３＞のように、Ｆｉｃｋ’ｓ Ｌａｗを通じて拡散する物質の拡散量と濃度差の関係をいくつかの仮定を通じて数値化してデザインに反映してもよい。
運動量の観点からの分析は、流速の相関関係を用いて流体力学分析に最も多く使用される２つのモデル質量連続方程式（Ｍａｓｓ ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｃｏｎｔｉｎｕｉｔｙ ｅｑｕａｔｉｏｎ）とナビエ－ストークス方程式（Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅ’ｓ ｅｑｕａｔｉｏｎ）による導出方法で行われてもよい（下記の＜数式．４＞参照）。
この２つの方法を用いて、シミュレーション及び流体力学解析を通じて様々なナノ脂質粒子製造用チップのチャンネルデザインの性能を分析し、実験を通じてシミュレーション及び解析値との比較により検証を行った。
本発明の実施例では、Ｌａｍｉｎａｒ Ｆｌｏｗを用いた移流（Ａｄｖｅｃｔｉｏｎ）で流体の主な流れ方向にパーティクルまたは物質（Ｓｕｂｓｔａｎｃｅ）を移送させる現象に流体の流れを分け、粉砕させるカオス効果を追加したカオス的移流（Ｃｈａｏｔｉｃ ａｄｖｅｃｔｉｏｎ）の作動原理に基づいてチャンネルデザインを設計した。カオス的移流方式は、従来の移流現象の最大の短所である運送が主な流体の流れの一方向性に制約されるという短所を克服し、より高い効率の溶液間の混合（Ｍｉｘｉｎｇ）を具現しうる。
マイクロ流体ベースのチップにおいて幾何学的構造物の差による受動型（Ｐａｓｓｉｖｅ）カオス的移流効果を増進させるためには、ａ）円形の構造物形態のチップ内のチャネルを通過したディーン渦（Ｄｅａｎ Ｖｏｒｔｅｘ）と、ｂ）流体の流れを分け（Ｓｐｌｉｔ）、再配列（ｒｅａｒｒａｎｇｅ）した後、再会（Ｒｅ－Ｃｏｍｂｉｎｅ）する形態でチャンネルをデザインし、低い圧力変化でも高い混合効率を実現できるようにすることが可能である。
しかし、これは互いに異なる２つの溶液（Ｗａｔｅｒ ｂａｓｅ，Ｏｉｌ ｂａｓｅ）の混合効率を高める方案に過ぎず、ナノ脂質粒子の製造に完全に適用することはできず、混合中に発生する溶液間の接触面で自己集合（Ｓｅｌｆ－Ａｓｓｅｍｂｌｙ）されるナノ脂質粒子製造の特徴をさらに考慮する必要がある。出願人は、混合の効率を高める方案とナノ脂質粒子製造の接触面での自己集合を極大化し、高効率でナノ脂質粒子を製造できるようにチャンネルデザイン設計を精密に調律し、本発明の実施例による安定化部と混合部を含むナノ脂質粒子用チップを設計した。カオス的移流を用いた前述した一般的な特性の他に対称（Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ）と非対称（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ）構造を適用し、溶液流体の効率的な混合だけでなく、高品質のナノ脂質粒子をより安定的かつ効率的に製造できる方向にデザイン及び設計された。
図３を参照すると、円形の対称及び非対称構造を通じてそれぞれのチャネルを通過するとき、ディーン渦の効果によって２つの溶液の接触面を増加させることにより、混合だけでなくナノ脂質粒子の自己集合（Ｓｅｌｆ－Ａｓｓｅｍｂｌｙ）も増進させることができるようにデザインされた。特にディーン渦の強度は、下記の＜数式．５＞のように無次元数Ｄｅａｎ Ｎｕｍｂｅｒと定義できる。
Ｄｅａｎ Ｎｕｍｂｅｒは、円形チャネル内の流体に適用される慣性力、遠心力と粘性力の関係で、ρは、内部溶液の密度、Ｕ＿ｍｅａｎは、溶液の平均速度、Ｄ＿ｈは、水力学的直径、μは、溶液の粘性係数、及びＲ＿ｃは、曲率半径である。非対称区間のチャネル幅、広い区間（図２のｗ２参照）と狭い区間（図２のｗ３参照）の比率（Ｒａｔｉｏ）を特定化して調整することにより、非対称チャネル間の水力学的直径と曲率半径の変更を用いて、ａ）非対称区間におけるディーン渦の強度及び影響力を増加させ、ｂ）ディーン渦の影響を受ける区間の増加による特定の区間でのより高い混合効率を達成し、ナノ脂質粒子の製造に最適な溶液間の接触面が形成されるようにした。また、対称と非対称構造物の混合適用により、流路の流れが再会する対称と非対称連結区間が増加及び拡大し、流路の非対称慣性衝突と様々な方向の細部的な渦（Ｖｏｒｔｉｃｅｓ）の形成により溶液間の接触面の増加と高い効率の混合を持つことができるようにした。
すなわち、本実施例では、流体の流れを分けて（Ｓｐｌｉｔ）、互いに衝突して（Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ）混合され、混合安定化反応区間を経て自己集合（Ｓｅｌｆ－Ａｓｓｅｍｂｌｙ）過程を通じて脂質ナノ粒子が形成、安定化され、ディーン渦（Ｄｅａｎ Ｖｏｒｔｅｘ）を通じて混合と自己集合過程が効率的に行われてもよい。
また、対称区間における相対的に低い効率の混合と非対称区間における高効率の混合を連続（Ｓｅｒｉａｌ）配列による即時的なＷａｔｅｒ、Ｏｉｌ Ｂａｓｅ溶液間の均質混合（Ｈｏｍｏｇｅｎｅｉｔｙ Ｍｉｘｉｎｇ）ではなく、順次的に均質混合に至ることができるようにデザインした。このような理由は、接触面でＯｉｌ Ｂａｓｅ溶液に溶けているＰｈｏｓｐｈｏｌｉｐｉｄがＷａｔｅｒ Ｂａｓｅ溶液と出会い、疎水性を示すＴａｉｌ部分によりディスク状に集まって生成される初期脂質（Ｌｉｐｉｄ）ベースのＩｎｉｔｉａｌ Ｖｅｓｉｃｌｅが特定のＯｉｌ Ｂａｓ溶液の濃度、例えば、エタノールの場合、Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｅｔｈａｎｏｌ Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎでより活発に形成され、これは混合過程において該当区間に留まる時間（ｒｅｓｉｄｅｎｃｅ ｔｉｍｅ）に非常に密接な影響を受けるためであると判断される。したがって、Ｏｉｌ Ｂａｓｅ溶液の濃度を基準にして、急激な濃度の希釈ではなく順次的な希釈が行われるようにデザインされ、これはＣｒｉｔｉｃａｌ Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎで混合溶液が留まる時間を増やすことによってナノ脂質粒子の製造の効率性を増大させる。
図４は、本発明の一実施例による脂質ナノ粒子製造システムの脂質ナノ粒子製造用チップのミキサー部を詳細に示す図である。
図４を参照すると、前記脂質ナノ粒子製造用チップのミキサー部５００は、安定化部と混合部の配置を除いて、図２の脂質ナノ粒子製造用チップのミキサー部と実質的に同一である。したがって、繰り返される説明は、省略する。
前記ミキサー部５００は、併合部５０２、第１の混合部５１０、第１の安定化部５２０、第２の混合部５３０、第２の安定化部５４０、及び排出部５０４を含んでもよい。
前記併合部５０２は、第１の原料供給流路と第２の原料供給流路が併合される地点である。前記併合部５０２には前記第１の混合部５１０が連結されてもよい。
前記第１の混合部５１０は、第３の幅ｗ３を有する左側の混合流路５１２と、第２の幅ｗ２を有する右側の混合流路５１４を含み、前記第２の幅ｗ２と前記第３の幅ｗ３は、互いに異なる。
前記第１の安定化部５２０は、前記第１の混合部５１０に連結される。前記第１の安定化部５２０は、第１の幅ｗ１を有し、第１の長さを有する左側の安定化流路５２２と前記第１の幅ｗ１を有し、前記第１の長さを有する右側の安定化流路５２４を含んでもよい。
前記第２の混合部５３０は、前記第１の安定化部５２０と連結される。前記第２の混合部５３０は、前記第２の幅ｗ２を有する左側の混合流路５３２と、前記第３の幅ｗ３を有する右側の混合流路５３４を含んでもよい。
前記第２の安定化部５４０は、前記第２の混合部５３０に連結される。前記第２の安定化部５４０は、前記第１の幅ｗ１を有し、前記第１の長さを有する左側の安定化流路５４２と前記第１の幅ｗ１を有し、前記第１の長さを有する右側の安定化流路５４４を含んでもよい。
前記排出部２０４は、前記第２の安定化部５４０と連結され、脂質ナノ粒子取得流路と連結されてもよい。
図５は、本発明の一実施例による脂質ナノ粒子製造システムの脂質ナノ粒子製造用チップを示す図である。
図５を参照すると、脂質ナノ粒子製造用チップは、ミキサー部が第１のミキサー部２００ａと第２のミキサー部２００ｂに分けられ、これらを連結する連結流路１４０がさらに形成されたことを除いて、図１の脂質ナノ粒子製造用チップと実質的に同じである。したがって、繰り返される説明は省略する。
前記脂質ナノ粒子用チップ１００は、第１の原料供給流路１１０、第２の原料供給流路１２０、第１のミキサー部２００ａ、連結流路１４０、第２のミキサー部２００ｂ及び脂質ナノ粒子取得流路１３０を含んでもよい。
前記第１のミキサー部２００ａ及び前記第２のミキサー部２００ｂは、前記連結流路１４０によって連結される。前記第１のミキサー部２００ａ及び前記第２のミキサー部２００ｂは、それぞれ互いに交互に配置された安定化部及び混合部を含んでもよい。前記安定化部及び混合部の個数が多くなっても、これらを複数の行または列の形態で配列して連結流路を用いて連結することにより、脂質ナノ粒子用チップの空間設計を効率化しうる。
図６は、本発明の一実施例による脂質ナノ粒子製造システムの脂質ナノ粒子製造用チップの流体の流れをシミュレーション及び実験した結果を示す図である。図７は、図６の実験のための混合効率（Ｍｉｘｉｎｇ Ｉｎｄｅｘ）計算を説明するための図である。図８は、本発明の一実施例による脂質ナノ粒子製造システムの脂質ナノ粒子製造用チップのミキサー部の長さによる混合程度をシミュレーション及び実験した結果を示すグラフである。
図６及び図８を参照すると、前記脂質ナノ粒子製造用チップ４箇所（四角形表示参照、互いに異なる混合長さ（ｌｍｉｘ）４箇所）での流動のシミュレーション値（ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ）、実際に対応する実験結果値（ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ）及び対応する位置でのチャネル（流路）の断面での流体の流れをシミュレートした値（最下列）を示した。シミュレーション及び流動解析した値と、実際の実験値との類似が確認され、シミュレーション及び流動解析を通じて安定化部と混合部が交互に配置される最適のチャンネル設計の有効性を確認した。
実験に使用した作動流体は、Ｗａｔｅｒ Ｂａｓｅ溶液として脱イオン水（Ｄｅｉｏｎｉｚｅｄ Ｗａｔｅｒ）を使用し、Ｏｉｌ Ｂａｓｅ溶液としてエタノールにＲｈｏｄａｍｉｎｅ Ｂを５０μＭ濃度に希釈した混合溶液を使用した。２つの溶液のミキサー部内での溶液間の接触面の撮影は、ミキサー部の上面に垂直な方向から撮影した。撮影したイメージの画素（Ｐｉｘｅｌ）に基づく強度（Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）をイメージの横方向（ｘ軸）をｎ個数で割り、縦方向（ｙ軸）をｍ個数で割ってそれぞれのイメージにおいてｎ－ｂｙ－ｍ Ｐｉｘｅｌを通じて分析した。測定しようとする位置でそれぞれの流量に合った流体の流れが時間によって変化しない定常状態（Ｓｔｅａｄｙ Ｓｔａｔｅ）に安定化されたときに撮影を行い、さらにより正確な相対的な分析のために、Ｒｈｏｄａｍｉｎｅ Ｂとエタノール混合溶液が流れる時と脱イオン水のみが流れる時を撮影し、Ｒｈｏｄａｍｉｎｅ Ｂとエタノール混合溶液のみが流れる時を１００％Ｍｉｘｉｎｇ、すなわち、Ｆｕｌｌ Ｍｉｘｉｎｇが行われた状態として値を反映し、脱イオン水のみが流れる時を０％Ｍｉｘｉｎｇ、まだＭｉｘｉｎｇが行われていない状態として値を反映した。実験において撮影したイメージをＧｒａｙｓｃａｌｅに変換した後、各ピクセルのピクセル強度（Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）を計算する。それぞれの撮影されたイメージにおいて、Ｐｉｘｅｌ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙと１００％ Ｍｉｘｉｎｇ及び０％ ＭｉｘｉｎｇでのＩｎｔｅｎｓｉｔｙ値を線形補間（Ｌｉｎｅａｒ Ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ）を通じて標準偏差（σ）を求め、Ｍｉｃｒｏｍｉｘｅｒ内でＭｉｘｉｎｇがまだ発生していない初期区間イメージでの標準偏差（σｉｎｉｔｉａｌ）との比率を通じて混合効率（Ｍｉｘｉｎｇ Ｉｎｄｅｘ）を計算して数値化した（図７参照）。
実験結果との混合効率（Ｍｉｘｉｎｇ Ｉｎｄｅｘ）検証のために数値解析に常用的に使用されるプログラムの一つであるＣＯＭＳＯＬ Ｍｕｌｔｉｐｈｙｓｉｃｓを用いて分析した。流量が供給されているときのミキサー部内の溶液の流れを空間、時間の座標関数である流動場分布を前記＜数式．４＞のようなナビエ－ストークス方程式を解析して計算した。流動場分布の計算に適用される条件は、３次元（ｘ－、ｙ－、及びｚ－ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）と内部溶液の流れが時間に依存しない定常状態（Ｓｔｅａｄｙ Ｓｔａｔｅ）、及び溶液の密度（Ｄｅｎｓｉｔｙ）が定数に変化しないという仮定の非圧縮性などが反映された。
混合された作動流体の密度は、濃度による線形補間で求めることができるが、粘性係数は、前述したように水と油の混合程度が良くなく発生するＨｙｄｒａｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒにより混合時の値の差が線形補間で予測できないため、前記＜テーブル．１＞のエタノール濃度による粘性値をＮ次多項式（Ｐｏｌｙｎｏｍｉａｌ）を用いたＬａｇｒａｎｇｅ Ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎを通じて粘性値を適用した。そして、適用された境界条件（Ｂｏｕｎｄａｒｙ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）は、実験及びナノ脂質粒子の製造に使用される流量条件を反映し、ミキサー部内のチャネル壁面には流量の速度がないＮｏｎ－Ｓｌｉｐ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎが、そしてＯｕｔｌｅｔではゲージ圧が０ａｔｍ、１ａｔｍのＯｐｅｎ Ｂｏｕｎｄａｒｙ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎが適用されて流動場、すなわち、内部溶液の流れの計算を容易にした。
前記解析結果から計算された溶液の流速（ｕ）を質量連続方程式において拡散分析法則＜数式３．＞を通じて微視的な分子単位での拡散（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ）と流体の流れによる移流（Ａｄｖｅｃｔｉｏｎ）伝達をカップリング（Ｃｏｕｐｌｉｎｇ）による反映でエタノール濃度分布による混合効率（Ｍｉｘｉｎｇ Ｉｎｄｅｘ）を計算した。
図８の結果から確認されるように、本発明の一実施例による脂質ナノ粒子製造用チップのミキサー部の構造を活用すれば、有効成分を含む高品質の脂質ナノ粒子を効率的に製造できることを確認した。特に３０～４０ｍｍ長さの混合区間だけでも十分な混合が行われることを確認した。
図９は、本発明の一実施例による脂質ナノ粒子の製造方法を示すフローチャートである。図１０は、図９の脂質ナノ粒子製造方法のチップ上で脂質ナノ粒子を製造する段階を詳細に示すフローチャートである。
図９及び図１０を参照すると、前記脂質ナノ粒子の製造方法は、原料を準備する段階Ｓ１００、チップ上で脂質ナノ粒子を製造する段階Ｓ２００、及び後処理段階Ｓ３００を含んでもよい。
前記原料を準備する段階Ｓ１００では、ｍＲＮＡを含む第１の原料と脂質（ｌｉｐｉｄ）を含む第２の原料を準備してもよい。
前記チップ上で脂質ナノ粒子を製造する段階Ｓ２００では、前記第１の原料と前記第２の原料を混合してｍＲＮＡを含む脂質ナノ粒子を形成してもよい。
前記後処理段階Ｓ３００では、前記脂質ナノ粒子を含む溶液を透析ろ過（Ｄｉａｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）、必要な濃度で追加濃縮及び個別容器に充填して最終製品を製造してもよい。
このとき、前記脂質ナノ粒子を形成する段階Ｓ２００は、流路が形成された脂質ナノ粒子製造用チップ（ｃｈｉｐ）上で行われ、初期混合段階Ｓ２１０、安定化段階Ｓ２２０、混合段階Ｓ２３０を含んでもよい。前記脂質ナノ粒子製造用チップ（ｃｈｉｐ）は、図１などで説明された脂質ナノ粒子用チップが使用されてもよい。例えば、前記脂質ナノ粒子製造用チップ（ｃｈｉｐ）は、安定化部と混合部を含むミキサー部を含んでもよい。前記脂質ナノ粒子製造用チップは、図１及び図２に説明された脂質ナノ粒子製造用チップであってもよい。
前記初期混合段階Ｓ２１０では、前記第１の原料と前記第２の原料が前記脂質ナノ粒子製造用チップのミキサー部の併合部で初期混合されてもよい。
前記安定化段階Ｓ２２０では、前記ミキサー部内の流体が前記併合部を経て安定化部を通過しうる。前記安定化部は、互いに同じ幅と長さを有する左側の安定化流路と右側の安定化流路を含んでもよく、このとき、前記左側の安定化流路と前記右側の安定化流路は、互いに対称に楕円形または円形をなすことができる。
前記混合段階Ｓ２３０では、前記ミキサー部内の流体が前記安定化部を経て混合部を通過しうる。前記安定化段階と前記混合段階は、前記ミキサー部の設計によって数回繰り返すことができ、このような過程を通じて、前記第１の原料と前記第１の原料が混合され、脂質ナノ粒子が自己集合（ｓｅｌｆ－ａｓｓｅｍｂｌｙ）過程を通じて製造されてもよい。
以上の実施例を参照して説明したが、当該技術分野の熟練した当業者は、以下の特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内で本発明を様々に修正及び変更させることができることが理解できるだろう。
本願には、以下の態様が含まれる。
［項１］
第１の原料供給流路、
第２の原料供給流路、及び
前記第１の原料供給流路及び前記第２の原料供給流路に連結され、前記第１の原料供給流路を通じて供給される第１の原料と、前記第２の原料供給流路を通じて供給される第２の原料を混合するミキサー部を含み、
前記ミキサー部は、
第１の安定化部、及び
前記第１の安定化部と連結され、前記第１の原料と前記第２の原料が互いに混合される第１の混合部を含み、
前記第１の原料と前記第２の原料の混合は、前記第１の安定化部よりも前記第１の混合部でより多く行われることを特徴とする、脂質ナノ粒子製造用チップ。
［項２］
前記第１の安定化部は、第１の幅を有し、第１の長さを有する左側の安定化流路と前記第１の幅を有し、前記第１の長さを有する右側の安定化流路を含むことを特徴とする、項１に記載の脂質ナノ粒子製造用チップ。
［項３］
前記第１の安定化部の前記左側の安定化流路と右側の安定化流路は、互いに対称に楕円形または円形をなすことを特徴とする、項２に記載の脂質ナノ粒子製造用チップ。
［項４］
前記第１の混合部は、第２の幅を有する左側の混合流路と、第３の幅を有する右側の混合流路を含み、前記第２の幅と前記第３の幅は互いに異なることを特徴とする、項１に記載の脂質ナノ粒子製造用チップ。
［項５］
前記第１の混合部の前記左側の混合流路と右側の混合流路は、楕円形または円形をなすことを特徴とする、項４に記載の脂質ナノ粒子製造用チップ。
［項６］
前記第１の安定化部は、前記第１の原料供給流路及び前記第２の原料供給流路と連結され、
前記第１の原料は前記第１の原料供給流路、前記第１の安定化部及び前記第１の混合部を順に流れ、前記第２の原料は前記第２の原料供給流路、前記第１の安定化部及び前記第１の混合部を順に流れ、前記第１の原料と前記第１の原料がなす界面で前記第１の原料と前記第２の原料の混合が行われるが、前記第１の原料と第２の原料の混合は、前記第１の安定化部よりも前記第１の混合部でより多く行われることを特徴とする、項１に記載の脂質ナノ粒子製造用チップ。
［項７］
前記第１の混合部は、前記第１の原料供給流路及び前記第２の原料供給流路と連結され、
前記第１の原料は、前記第１の原料供給流路、前記第１の混合部及び前記第１の安定化部を順に流れ、前記第２の原料は前記第２の原料供給流路、前記第１の混合部及び前記第１の安定化部を順に流れることを特徴とする、項１に記載の脂質ナノ粒子製造用チップ。
［項８］
前記ミキサー部は、
前記第１の混合部と連結される第２の安定化部、及び
前記第２の安定化部と連結される第２の混合部をさらに含むことを特徴とする、項１に記載の脂質ナノ粒子製造用チップ。
［項９］
第１の原料を供給する第１の原料供給部、
第２の原料を供給する第２の原料供給部、
前記第１の原料及び前記第２の原料を混合して混合液を形成するミキサー部を含む脂質ナノ粒子製造用チップ、及び
前記脂質ナノ粒子製造用チップから製造された脂質ナノ粒子を得る脂質ナノ粒子取得部を含み、
前記脂質ナノ粒子製造用チップの前記ミキサー部は、第１の安定化部、及び
前記第１の安定化部と連結され、前記第１の原料と前記第２の原料が互いに混合される第１の混合部を含むことを特徴とする、脂質ナノ粒子製造システム。
［項１０］
前記第１の安定化部は、第１の幅を有し、第１の長さを有する左側の安定化流路と前記第１の幅を有し、前記第１の長さを有する右側の安定化流路を含み、前記第１の混合部は、第２の幅を有する左側の混合流路と、第３の幅を有する右側の混合流路を含み、前記第２の幅と前記第３の幅は、互いに異なることを特徴とする、項９に記載の脂質ナノ粒子製造システム。
［項１１］
有効成分を含む第１の原料と脂質（ｌｉｐｉｄ）を含む第２の原料を準備する段階、
前記第１の原料と前記第２の原料を混合して前記有効成分を含む脂質ナノ粒子を形成する段階、及び
前記脂質ナノ粒子を含む溶液をろ過及び個別容器に充填して最終製品を製造する後処理段階を含み、
前記脂質ナノ粒子を形成する段階は、流路が形成された脂質ナノ粒子製造用チップ（ｃｈｉｐ）上で行われ、
前記第１の原料及び第２の原料が互いに同じ幅と長さを有する左側の安定化流路と右側の安定化流路を含む安定化部を通過する安定化段階、及び
前記第１の原料及び第２の原料が互いに異なる幅を有する左側の混合流路と右側の混合流路を含む混合部を通過して互いに混合される混合段階を含む、脂質ナノ粒子の製造方法。
［項１２］
前記安定化部の前記左側の安定化流路と前記右側の安定化流路は、互いに対称に楕円形または円形をなしており、
前記混合部の前記左側の混合流路と前記右側の混合流路は、楕円形または円形をなすことを特徴とする、項１１に記載の脂質ナノ粒子の製造方法。
［項１３］
前記安定化段階及び前記混合段階は、少なくとも２回以上交互に繰り返されることを特徴とする、項１１に記載の脂質ナノ粒子の製造方法。
１０：第１の原料供給部
２０：第２の原料供給部
３０：脂質ナノ粒子取得部
１００：脂質ナノ粒子製造用チップ
２００：ミキサー部
２１０：第１の安定化部
２２０：第１の混合部
２３０：第２の安定化部
２４０：第２の混合部

Claims (10)

  1. 有効成分を含む第１の原料供給流路、
    脂質（ｌｉｐｉｄ）を含む第２の原料供給流路、及び
    前記第１の原料供給流路及び前記第２の原料供給流路に連結され、前記第１の原料供給流路を通じて供給される第１の原料と、前記第２の原料供給流路を通じて供給される第２の原料を混合するミキサー部を含み、
    前記ミキサー部は、
    第１の幅及び第１の長さを有する左側の安定化流路と前記第１の幅及び前記第１の長さを有する右側の安定化流路を含み、自己集合（ｓｅｌｆ－ａｓｓｅｍｂｌｙ）過程により脂質ナノ粒子が形成・安定化される第１の安定化部、及び
    前記第１の安定化部と連結され、第２の幅を有する左側の混合流路と、第３の幅を有する右側の混合流路を含み、前記第２の幅と前記第３の幅は互いに異なり、ディーン渦（Ｄｅａｎ Ｖｏｒｔｅｘ）により前記第１の原料と前記第２の原料が互いに混合される第１の混合部を含み、
    前記第１の原料と前記第２の原料の混合は、前記第１の安定化部よりも前記第１の混合部でより多く行われることを特徴とする、脂質ナノ粒子製造用チップ。
  2. 前記第１の安定化部の前記左側の安定化流路と右側の安定化流路は、互いに対称に楕円形または円形をなすことを特徴とする、請求項１に記載の脂質ナノ粒子製造用チップ。
  3. 前記第１の混合部の前記左側の混合流路と右側の混合流路は、楕円形または円形をなすことを特徴とする、請求項１に記載の脂質ナノ粒子製造用チップ。
  4. 前記第１の安定化部は、前記第１の原料供給流路及び前記第２の原料供給流路と連結され、
    前記第１の原料は前記第１の原料供給流路、前記第１の安定化部及び前記第１の混合部を順に流れ、前記第２の原料は前記第２の原料供給流路、前記第１の安定化部及び前記第１の混合部を順に流れ、前記第１の原料と前記第２の原料がなす界面で前記第１の原料と前記第２の原料の混合が行われるが、前記第１の原料と第２の原料の混合は、前記第１の安定化部よりも前記第１の混合部でより多く行われることを特徴とする、請求項１に記載の脂質ナノ粒子製造用チップ。
  5. 前記第１の混合部は、前記第１の原料供給流路及び前記第２の原料供給流路と連結され、
    前記第１の原料は、前記第１の原料供給流路、前記第１の混合部及び前記第１の安定化部を順に流れ、前記第２の原料は前記第２の原料供給流路、前記第１の混合部及び前記第１の安定化部を順に流れることを特徴とする、請求項１に記載の脂質ナノ粒子製造用チップ。
  6. 前記ミキサー部は、
    前記第１の混合部と連結される第２の安定化部、及び
    前記第２の安定化部と連結される第２の混合部をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の脂質ナノ粒子製造用チップ。
  7. 有効成分を含む第１の原料を供給する第１の原料供給部、
    脂質（ｌｉｐｉｄ）を含む第２の原料を供給する第２の原料供給部、
    前記第１の原料及び前記第２の原料を混合して混合液を形成するミキサー部を含む脂質ナノ粒子製造用チップ、及び
    前記脂質ナノ粒子製造用チップから製造された脂質ナノ粒子を得る脂質ナノ粒子取得部を含み、
    前記脂質ナノ粒子製造用チップの前記ミキサー部は、第１の幅及び第１の長さを有する左側の安定化流路と前記第１の幅及び前記第１の長さを有する右側の安定化流路を含み、自己集合（ｓｅｌｆ－ａｓｓｅｍｂｌｙ）過程により脂質ナノ粒子が形成・安定化される第１の安定化部、及び
    前記第１の安定化部と連結され、第２の幅を有する左側の混合流路と、第３の幅を有する右側の混合流路を含み、前記第２の幅と前記第３の幅は互いに異なり、ディーン渦（Ｄｅａｎ Ｖｏｒｔｅｘ）により前記第１の原料と前記第２の原料が互いに混合される第１の混合部を含み、
    前記第１の原料と前記第２の原料の混合は、前記第１の安定化部よりも前記第１の混合部でより多く行われることを特徴とする、脂質ナノ粒子製造システム。
  8. 有効成分を含む第１の原料と脂質（ｌｉｐｉｄ）を含む第２の原料を準備する段階、
    前記第１の原料と前記第２の原料を混合して前記有効成分を含む脂質ナノ粒子を形成する段階、及び
    前記脂質ナノ粒子を含む溶液をろ過及び個別容器に充填して最終製品を製造する後処理段階を含み、
    前記脂質ナノ粒子を形成する段階は、流路が形成された脂質ナノ粒子製造用チップ（ｃｈｉｐ）上で行われ、
    前記第１の原料及び第２の原料が互いに同じ幅と長さを有する左側の安定化流路と右側の安定化流路を含む安定化部を通過し、自己集合（ｓｅｌｆ－ａｓｓｅｍｂｌｙ）過程により脂質ナノ粒子が形成・安定化される安定化段階、及び
    前記第１の原料及び第２の原料が互いに異なる幅を有する左側の混合流路と右側の混合流路を含む混合部を通過し、ディーン渦（Ｄｅａｎ Ｖｏｒｔｅｘ）により互いに混合される混合段階を含み、
    前記第１の原料と前記第２の原料の混合は、前記安定化部よりも前記混合部でより多く行われることを特徴とする脂質ナノ粒子の製造方法。
  9. 前記安定化部の前記左側の安定化流路と前記右側の安定化流路は、互いに対称に楕円形または円形をなしており、
    前記混合部の前記左側の混合流路と前記右側の混合流路は、楕円形または円形をなすことを特徴とする、請求項８に記載の脂質ナノ粒子の製造方法。
  10. 前記安定化段階及び前記混合段階は、少なくとも２回以上交互に繰り返されることを特徴とする、請求項８に記載の脂質ナノ粒子の製造方法。
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