基于黏膜黏附聚合物递送系统的益生菌Limosilactobacillus reuteri微胶囊化薄膜开发——提升细菌存活率的创新策略

本研究针对口腔菌群失衡（如牙周炎）的治疗瓶颈，通过微囊化喷雾干燥技术（Eudragit? EPO/RL30D）和黏膜黏附薄膜（HPMC/PVA）递送益生菌Limosilactobacillus reuteri，结合酸性预培养（pH 5）和渗透应激（0.6 M NaCl）提升菌株存活率（达10.92 log(CFU/g)），实现120分钟缓释。该技术为口腔疾病微创治疗提供了新型局部递送方案。

　　

口腔健康与微生物组的平衡息息相关，但传统抗生素治疗常导致"误伤"有益菌群，手术干预则忽视菌群重建。牙周炎作为典型的口腔生态失衡疾病，其标志性特征是革兰氏阴性菌的异常增殖，最终引发不可逆的牙周组织破坏。现有疗法面临两大困境：抗生素的广谱杀伤效应会加剧菌群紊乱，而机械清创难以恢复微生态平衡。在这种背景下，益生菌疗法因其精准调节菌群的特性成为研究热点，但如何让脆弱的口服益生菌突破胃酸屏障、在口腔复杂环境中定植，仍是亟待解决的技术难题。

德国萨尔大学（Saarland University）的研究团队独辟蹊径，将药物递送领域的核心技术跨界应用于口腔益生菌治疗。他们选择具有明确牙周炎改善潜力的益生菌株Limosilactobacillus reuteri DSM 32759（原Lactobacillus reuteri），通过三重创新策略构建"菌-膜"协同系统：首先采用生理应激预适应（酸性pH和渗透压）激活细菌自我保护机制；继而利用Eudragit? EPO/RL30D聚合物通过三通喷嘴喷雾干燥构建核壳结构微胶囊；最终嵌入羟丙甲纤维素（HPMC）和聚乙烯醇（PVA）的黏膜黏附薄膜，形成可局部贴附的柔性递送系统。这项突破性研究发表在《Next Research》，为口腔微生态精准调控提供了新技术范式。

研究团队运用了四项关键技术：生长动力学监测确定最佳收获期（OD₆₀₀）；双模式喷雾干燥（两通/三通喷嘴）比较微囊化效率；共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）结合SYTO 9/BODIPY荧光标记解析核壳结构；体外模拟释放实验（36°C/100%RH）评估薄膜崩解特性。

【生存率优化策略】通过生长曲线锁定稳定期收获的菌株存活率显著高于对数期（10.54 vs 6.50 log(CFU/g)）。酸性预培养（pH 5）展现出最强保护效应，使喷雾干燥后活菌数达10.92 log(CFU/g)，较对照组提升4.4%。

【微囊化工艺验证】三通喷嘴喷雾干燥的存活率（10.46 log(CFU/g）显著优于两通喷嘴（9.11 log(CFU/g)）。SEM显示球形颗粒表面光滑，CLSM证实BODIPY标记的聚合物形成完整包被层，细菌与聚合物共定位形成黄色荧光核心。

【薄膜递送效能】尽管薄膜嵌入过程造成约58%活菌损失，但酸性预适应菌株仍保持6.43 log(CFU/g)活性。释放实验显示薄膜在120分钟内逐步崩解，SEM观察到随时间递增的游离菌体释放，符合缓释设计要求。

【应激保护机制】渗透应激（0.6 M NaCl）虽提升干燥耐受性（9.79 log(CFU/g)），但薄膜嵌入后存活率（4.31 log(CFU/g)）显著低于pH预适应组，表明酸应激诱导的跨膜质子泵激活可能比渗透调节更具保护优势。

这项研究开创性地建立了"应激预适应-微囊化-薄膜嵌入"的技术闭环，其科学价值体现在三个维度：方法学上，首次证实培养条件可同步优化喷雾干燥和薄膜工艺中的菌株存活；技术上，三通喷嘴设计将热损伤降低0.35 log(CFU/g)；应用上，Eudragit? RL30D的季铵基团通过静电作用延长口腔滞留时间。值得注意的是，薄膜干燥过程中的水分梯度变化被识别为关键致死因素，这为后续工艺优化指明了方向。该递送系统突破传统益生菌制剂的胃肠递送局限，实现口腔病灶的精准干预，为牙周炎等黏膜疾病的微生态疗法提供了可转化的技术原型。