Synthesisizing Lipid Nanoparticles by Turbulent Flow in Confined Impact Jet Mixers(밀폐 충돌 제트 믹서에서 난류에 의한 지질 나노입자 합성)

우리의 연구는 제한된 형상에서 용매와 반용매 스트림의 난류 혼합을 통한 나노 입자 형성을 이해하는 데 중점을 두고 있습니다. 제한된 난류 혼합은 수백 마이크로리터의 실험실 규모에서 분당 수십 리터의 산업 규모에 이르기까지 연속 흐름 조건에서 지질 나노입자의 재현 가능한 생산을 가능하게 합니다. 지질 나노입자는 일반적으로 미세유체 장치 또는 피펫 혼합으로 제조됩니다.

이 미세유체 장치는 이러한 모세관과 같은 채널에서 에탄올 용매와 수성 반용매 흐름을 혼합합니다. 그러나 이러한 작은 채널과 낮은 유속은 낮은 레이놀즈 수를 생성하여 층류 혼합으로 이어집니다. 그리고 피펫 혼합은 용매 스트림을 반용매 수조에 직접 주입하여 LNP를 생성합니다.

지질 나노 입자를 만드는 현재의 방법은 확장성과 재현성이 떨어집니다. 예를 들어, 피펫 혼합은 제한되지 않은 수동 혼합으로 인해 본질적으로 가변적입니다. 미세유체 장치는 이러한 문제 중 일부를 해결하지만 매우 낮은 유속에서 작동합니다.

그리고 그들은 채널 벽에 지질 RNA 침착으로 인해 오염됩니다. 이러한 문제는 실험실에서 임상 규모에 이르기까지 높은 처리량을 가진 재현 가능한 기술의 필요성을 강조합니다. 이 프로토콜은 다양한 배치 크기에 걸쳐 난류 혼합을 통해 재현 가능하고 확장 가능한 지질 나노입자 생산을 보여줍니다.

연구원들은 장시간 시험을 위해 더 많은 양의 물질을 생산하기 전에 소규모로 LNP 제형 스크리닝 또는 최적화를 자신 있게 수행할 수 있습니다. 난류 혼합은 배치 크기에 관계없이 일관된 나노 입자를 보장합니다. 기하학적 구조에 국한된 난류 믹서는 기존 지질 나노입자 생산 기술의 주요 문제를 해결합니다.

난류 조건을 사용하면 더 빠른 분자 규모 혼합이 생성되어 다양한 크기의 올리고뉴클레오티드를 LNP 코어에 통합할 수 있습니다. CIJ 믹서는 또한 믹서 벽의 지질 침착으로 인한 오염을 제거합니다. 동일한 레이놀즈 수에서의 난류 흐름은 일관된 혼합을 위해 자체 유사한 난류 Kolmogorov 스케일 와류를 갖습니다.