基于羧甲基壳聚糖/聚γ-谷氨酸的三维膨胀海绵实现幽门螺杆菌靶向清除及胃滞留增效治疗

【编辑推荐】针对幽门螺杆菌(H. pylori)因胃酸环境导致口服药物疗效受限的难题，海军军医大学团队开发了羧甲基壳聚糖/聚γ-谷氨酸/聚乙烯吡咯烷酮(CMCS/γ-PGA/PVP, CPP)三重网络海绵。该材料在酸性环境中展现38.16 g/g的高膨胀比和3天的胃滞留能力，负载阿莫西林(AMO)和依布硒啉(EB)后实现98.59%的杀菌率，为H. pylori感染提供了兼具机械稳定性与缓释特性的新型治疗平台。

　　

幽门螺杆菌(H. pylori)是全球范围内引发胃炎、消化性溃疡甚至胃癌的重要病原体，标准三联疗法因胃酸环境破坏和抗生素耐药性导致疗效受限。传统水凝胶虽能缓释药物，却易在胃蠕动中结构崩塌。海军军医大学团队创新性地将天然多糖羧甲基壳聚糖(CMCS)、阴离子多肽聚γ-谷氨酸(γ-PGA)与合成聚合物聚乙烯吡咯烷酮(PVP)结合，构建了具有三重交联网络(分子内酰胺键、分子间交联和氢键)的CPP海绵系统。

研究采用冷冻干燥法制备多孔海绵，通过场发射扫描电镜(FESEM)观察微观结构，动态机械分析仪测试抗压缩性能，并建立小鼠模型评估体内滞留时间与疗效。结果显示：CPP海绵在酸性条件下膨胀率达38.16 g/g，压缩回弹率超过90%；负载AMO和EB后，药物在模拟胃液中72小时累积释放率分别为82.3%和79.8%；小鼠模型中实现99.8%的H. pylori清除率，同时显著缓解胃黏膜炎症。

Characterizations of hydrogels and sponges
FESEM显示CPP海绵具有最高密度的三维网络结构，元素分布证实γ-PGA均匀分散。流变学测试表明其储能模量(G')达12.4 kPa，显著高于单一组分材料。

Swelling and mechanical properties
酸性环境中CPP海绵膨胀体积达初始15倍，连续压缩100次后仍保持90%形变回复率，证明其耐受胃蠕动能力。

Drug release and antibacterial activity
AMO/EB@CPP在pH 1.2条件下呈现pH响应性释放，24小时抑菌圈直径达28.7 mm，显著高于游离药物组(p<0.01)。

In vivo gastric retention and therapeutic efficacy
荧光标记显示海绵在小鼠胃内滞留72小时，组织学评分证实炎症因子IL-6和TNF-α水平降低60%以上。

该研究通过三重网络结构设计解决了传统水凝胶机械强度与膨胀性能不可兼得的矛盾，其动态可逆交联机制既能吸收机械能又延缓降解。临床转化意义在于：① 突破胃酸屏障实现长效药物递送；② 双药联用规避耐药性；③ 生物可降解材料避免二次手术取出。论文发表于《Carbohydrate Polymers》，为胃肠道局部给药系统提供了新范式。