Fabbricazione di dispositivi microfluidici stampati in 3D per la produzione di liposomi contenenti un farmaco modello Manufacturing of 3D-printed microfluidic devices for the production of drug-loaded liposomes

The microfluidic technique has emerged as a promising tool for the production of stable and monodispersed nanoparticles (NPs). In particular, the focus of the work was on liposomes production by microfluidics and on factors involved in determining liposome characteristics. Traditional fabrication techniques for microfluidic devices suffer from several disadvantages, such as multistep processing and expensive facilities. 3D Printing (3DP) has been revolutionary for microfluidic devices fabrication boasting facile and low-cost fabrication. In this study, microfluidic devices with innovative micromixing patterns have been developed using Fused Deposition Modeling (FDM) and Liquid Crystal Display (LCD) printers. To date, this work is the first to study liposomes production using LCD printed microfluidic devices. The current study deals with 1,2-dimyristoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DMPC) liposomes with cholesterol (2:1) prepared using commercial and 3D printed microfluidic devices; evaluating the effect of microfluidic parameters, chip manufacturing, material and channels design on liposomal formulation by analysing the size, polydispersity index (PDI) and ζ-potential. Curcumin exhibits a potent anticancer activity, and it’s been reported that curcumin-loaded liposomes formulated by microfluidic show enhanced encapsulation efficiency when compared to other reported systems. In this work, curcumal liposomes were also produced by microfluidics using the developed microfluidic devices and Dynamic Light Scattering (DLS), Phase Analysis Light Scattering (PALS), encapsulation efficiency and in vitro release studies at 37 °C were performed.

La tecnica microfluidica è emersa come uno strumento promettente per la produzione di nanoparticelle (NP) stabili e monodisperse. In particolare, il focus del lavoro è sulla produzione di liposomi tramite l'uso della microfluidica e sui fattori coinvolti nella determinazione delle caratteristiche dei liposomi. Le tecniche di fabbricazione tradizionali per dispositivi microfluidici soffrono di diversi svantaggi, come l'elaborazione multifase e le strutture costose. La stampa 3D (3DP) è stata rivoluzionaria per la fabbricazione di dispositivi microfluidici che vanta una fabbricazione facile ea basso costo. In questo studio, sono stati sviluppati dispositivi microfluidici con innovativi modelli di micromiscelazione utilizzando stampanti Fused Deposition Modeling (FDM) e Liquid Crystal Display (LCD). Ad oggi, questo lavoro è il primo a studiare la produzione di liposomi utilizzando dispositivi microfluidici stampati grazie all'uso di stampanti LCD. Il presente studio si occupa di liposomi di 1,2-dimiristoil-sn-glicero-3-fosfocolina (DMPC) con colesterolo (2:1) preparati utilizzando dispositivi microfluidici commerciali e stampati in 3D; valutare l'effetto di parametri microfluidici, produzione di chip, progettazione di materiali e canali sulla formulazione liposomiale analizzando la dimensione, l'indice di polidispersione (PDI) e il potenziale . La curcumina mostra una potente attività antitumorale ed è stato riportato che i liposomi caricati con curcumina formulati con microfluidica mostrano una maggiore efficienza di incapsulamento rispetto ad altri sistemi segnalati. In questo lavoro, liposomi curcumali sono stati prodotti anche dalla microfluidica utilizzando i dispositivi microfluidici sviluppati e sono stati eseguiti studi di Dynamic Light Scattering (DLS), Phase Analysis Light Scattering (PALS), efficienza di incapsulamento e studi di rilascio in vitro a 37°C.