气流剪切法精准封装单细菌微凝胶：开辟益生菌递送新纪元，助力IBD治疗

研究背景：

肠道微生物群在人体健康中扮演着至关重要的角色，参与免疫调节、消化吸收及其他多种生理功能。肠道微生物群的失调与糖尿病、肥胖、炎症性肠病（IBD）等疾病密切相关。近年来，益生菌作为一种调节肠道菌群的有效手段，在临床治疗中取得了广泛关注。然而，传统的益生菌递送技术面临着多重挑战，尤其是在胃肠道复杂环境中的生物稳定性与靶向性递送。许多现有的益生菌封装方法由于粒径控制不精确、药物释放不稳定以及微生物活性降低等问题，无法有效确保益生菌在肠道内的存活与发挥作用。

研究创新：

针对传统益生菌递送方法的不足，本研究创新性地提出了一种基于气流剪切技术的单细菌微凝胶制备方案，成功解决了常规封装技术中的诸多挑战。我们通过这一技术将单个益生菌精准地封装在微凝胶内，显著提升了益生菌在胃肠道中的生存率与靶向能力，确保了益生菌能够在肠道微环境中保持活性，并实现定点释放。

研究选择了大肠埃希氏菌Nissle 1917（EcN）作为研究模型菌，证明了这一气流剪切封装技术在治疗IBD中的优越性。与未封装的EcN菌株相比，单细菌微凝胶封装的EcN在IBD小鼠模型中表现出显著更强的治疗效果，尤其是在延长驻留时间、提高肠道微生物负载及增强免疫调节能力等方面。

研究成果：

1.精准单细菌封装： 利用气流剪切技术精确控制封装粒径，成功实现了单个益生菌细胞的封装。相比传统的粗封装方法，这一技术能有效避免细胞聚集、释放不均等问题，确保了益生菌在复杂环境下的稳定性和活性。

2.提高益生菌耐受性： 通过模拟胃肠环境中的酸碱、胆汁盐和抗生素等应激条件，本研究验证了单细菌微凝胶显著提高了益生菌在胃肠道中的耐受性，尤其是在胃液、肠道液体和抗生素的共同作用下，封装的EcN展现了更强的生存能力。

3.增强治疗效果： 在IBD小鼠模型中，单细菌微凝胶封装的EcN展示了明显优于未封装菌株的疗效。尤其在缓解肠道炎症、改善肠道屏障功能以及减轻临床症状（如体重丧失、肠道出血等）方面，封装益生菌显示了更强的治疗效果。

未来展望：

这一创新的单细菌微凝胶封装技术不仅在提高益生菌治疗效果上展现了巨大潜力，还为其他肠道相关疾病的精准治疗提供了新的思路。未来，我们计划探索这一技术在食品、营养补充品以及其他生物医药领域的广泛应用，尤其是在个性化医疗和精准药物递送领域的潜力。

此外，基于此技术的微凝胶不仅限于封装益生菌，还能够封装多种微生物，如真菌、细菌等，具有广泛的应用前景。未来，我们还将继续优化封装材料和生物降解性能，以确保长期稳定性与更高的生物相容性，为更广泛的临床应用打下基础。

原文链接：https://spj.science.org/doi/10.34133/research.0955