Microfluidic generation of single‑ and double‑core double emulsions for colon delivery
Notice bibliographique
Résumé
This study introduces a biocompatible microfluidic platform for generating water-in-water-in-oil (W/W/O) double emulsions tailored for colon-targeted drug delivery. Utilizing an aqueous two-phase system (ATPS) of polyethylene glycol (PEG) and dextran, PEG-in-dextran emulsions were formed in 3D-printed flow-focusing microdevices with different vertical confinements: a confined channel (0.4 mm height) producing stable two-core droplets and an unconfined channel (0.8 mm height) yielding single-core droplets. Hydroxyethyl cellulose (HEC) incorporation increased PEG core viscosity (from ∼1 to ∼361 mPa·s), ensuring stable droplet formation against the high-viscosity dextran shell (η₀ ≈ 3772 mPa·s). In the confined design, sensitivity analysis using random forest regression and SHapley Additive exPlanations (SHAP) showed oil flow rate predominantly controlled droplet size, while PEG flow rate governed core dimensions. Principal component analysis (PCA) combined with self-organizing map (SOM) clustering (validated via fuzzy c-means and K-means) categorized two-core structures into three regimes: large intersecting, small intersecting, and well-separated cores. Optimal single-core formation required PEG concentrations below 3.75 % w/v and dextran-to-PEG flow rate ratios ≤ 1. Crosslinked dextran–alginate capsules exhibited distinctive FTIR shifts indicating ionic interactions, an elastic modulus twice that of alginate-only gels, and preserved spherical morphology with central voids confirmed by SEM imaging. Encapsulation efficiency of 6 µm microplastics reached 96 % in the unconfined channel and 88 % in the confined channel, demonstrating the platform’s efficacy for colon-targeted particulate encapsulation. • A biocompatible microfluidic platform generates W/W/O double emulsions via a PEG–dextran aqueous two-phase system. • 3D-printed flow-focusing chips vary vertical confinement to control droplet shape, yielding single- or dual-core structures. • Random forest regression with SHAP analysis revealed oil and PEG flow rates as key factors influencing droplet and core sizes. • Crosslinked dextran–alginate capsules showed enhanced mechanical strength, validated by FTIR, SEM, and rheology. • Achieved up to 96 % encapsulation efficiency of microplastics, showing high potential for colon-targeted delivery.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».