基于制粒技术的植物乳杆菌肠溶缓释制剂的制备及其在急性结肠炎中的治疗评价

《BMC Biotechnology》:Sustained-release enteric formulations of Lactiplantibacillus plantarum based on granulation technology: preparation and therapeutic evaluation in acute colitis

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年04月23日 来源:BMC Biotechnology 3.4

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  口服益生菌常因胃肠道存活率低、靶向递送不足而疗效受限。本研究针对具抗炎潜力的植物乳杆菌(Lactiplantibacillus plantarum)开发了一种肠溶缓释微丸。研究人员通过低温湿法制粒与挤出工艺,并用pH响应聚合物(HPMCP或Eudragit L100)包衣,成功制备了该制剂。结果表明,该制剂在模拟胃液中2小时细菌存活率>70%,在模拟肠液中可缓释超过2小时,并在DSS诱导的结肠炎小鼠模型中显著促进组织学恢复、M2巨噬细胞极化和部分恢复肠道菌群多样性。该研究为治疗肠道炎症性疾病提供了一种安全、可规模化且广泛适用的递送策略。

  
想象一下,你吞下一粒号称能改善肠道健康的益生菌胶囊,满心期待这些“友好”的细菌能在你的肠道中安家落户、大展拳脚。然而现实很骨感,这些脆弱的微生物勇士在通往战场的漫长征途上——也就是我们的消化道——会遭遇重重围剿。首先是无情的胃酸熔炉,紧接着是十二指肠中能溶解脂质的胆汁盐洗礼,等它们侥幸抵达目的地小肠或结肠时,往往已伤亡惨重、所剩无几。这正是目前口服益生菌疗法面临的核心困境:在复杂的胃肠道环境中存活率低,无法足量、有效地递送到需要它们发挥作用的肠道部位,导致临床疗效大打折扣。
植物乳杆菌(Lactiplantibacillus plantarum)便是这样一位颇具实力的“抗炎先锋”,研究表明它在调节免疫、缓解肠道炎症方面潜力巨大。但不幸的是,它对胃酸和胆汁盐异常敏感,这严重限制了其在治疗炎症性肠病等肠道疾病中的应用价值。如何才能为这位“脆弱的战士”打造一套既能抵御途中风雨、又能精准投送到战场的“智能盔甲”呢?为了解决这一难题,一项发表于《BMC Biotechnology》的研究应运而生。研究人员的目标非常明确:开发一种新型的植物乳杆菌肠溶缓释微丸制剂。这种制剂不仅要能保护细菌安全通过胃部,还要能在肠道内缓慢、持续地释放活菌,从而最大限度地提高其治疗效能,并最终在急性结肠炎模型中进行疗效验证。
为达成上述目标,研究团队采用了一套巧妙而实用的关键技术组合。核心制备工艺是低温湿法制粒与挤出工艺,该工艺能在不影响细菌活性的前提下,将植物乳杆菌粉末成型。随后的肠溶包衣技术是关键,研究人员选用了两种pH响应型聚合物——HPMCP(羟丙甲纤维素邻苯二甲酸酯)和Eudragit L100,对微丸进行包衣。这两种材料在胃的酸性环境中保持稳定,不溶解,从而保护内部菌体;当进入肠道的中性至弱碱性环境时,包衣层迅速溶解,释放出活菌。体外释放评价分别在模拟胃液和模拟肠液中进行,以验证其抗酸性和缓释特性。疗效评价则建立在经典的葡聚糖硫酸钠(Dextran Sulfate Sodium, DSS)诱导的小鼠急性结肠炎模型上,并从组织病理学分析、巨噬细胞极化状态检测以及肠道微生物组测序分析等多个维度综合评估治疗效果。
研究结果揭示了该递送系统的卓越性能与治疗效果:
1. 微丸的物理特性与体外释放行为
制备出的缓释微丸粒径分布窄而均匀,直径介于40至80目(180–425 μm)之间,其中超过85%的颗粒分布在40-60目(250–425 μm)范围内,并具备足够的机械强度以应对后续加工。体外测试结果令人振奋:肠溶包衣微丸表现出显著的耐酸性,在模拟胃液中浸泡2小时后,细菌存活率仍保持在70%以上,而未经保护的游离菌粉存活率则不足30%。在模拟肠液中,微丸实现了超过2小时的细菌持续释放,这为肠道内的长效作用提供了可能。
2. 对DSS诱导结肠炎的治疗效果
在疾病模型中,与未治疗模型组或游离菌粉治疗组相比,使用肠溶缓释微丸制剂治疗的小鼠,其结肠组织学损伤显示出更明显的恢复趋势。这表明,被有效保护和递送的植物乳杆菌能更有效地减轻肠道炎症和组织破坏。
3. 对免疫调节和肠道菌群的影响
研究进一步深入机制层面,发现缓释微丸治疗能促进结肠组织中的巨噬细胞向具有抗炎和组织修复功能的M2型极化。同时,治疗还部分恢复了因结肠炎而紊乱的肠道微生物多样性,其中一个关键指标——厚壁菌门(Firmicutes)与拟杆菌门(Bacteroidetes)的比值——趋于正常化。这提示,该制剂不仅直接发挥了益生菌的抗炎作用,还可能通过调节肠道免疫微环境和菌群生态来协同起效。
结论与讨论
本研究成功构建并验证了一种用于递送植物乳杆菌的肠溶缓释微丸系统。该系统整合了物理屏障(包衣层)与pH触发释放机制,能有效保护益生菌穿越胃部恶劣环境,并实现向肠道的靶向、缓释递送。这种设计思路显著提升了益生菌的胃肠道存活率与其在炎症性肠病模型中的治疗效能。
该研究的核心结论强调,这一递送平台不仅仅是为某一种益生菌“量身定做”的解决方案。它代表了一种安全、可规模化生产、且具有广泛适用性的策略,为治疗肠道炎症性疾病提供了新的工具。更重要的是,该研究中所采用的制剂学方法与评价框架,为未来递送其他单一益生菌株、甚至是多菌种组合配方,提供了一个通用性强、可灵活调整的技术平台。这为开发下一代高效、可靠的益生菌疗法,以应对日益增长的肠道健康需求,开辟了富有前景的新路径。
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