一種益生菌膜功能化的載藥納米遞送系統及其制備方法和應用

本發明涉及制藥，具體涉及一種益生菌膜功能化的載藥納米遞送系統及其制備方法和應用。

背景技術：

1、炎癥性腸病（inflammatory?bowel?disease，ibd），包括克羅恩病和潰瘍性結腸炎，是一種以腹痛、腹瀉、粘液膿血便為主要癥狀的慢性復發性腸道炎癥。ibd不僅嚴重影響患者的生活質量，還會增加患者罹患結直腸癌的風險，這引起醫學界的廣泛關注。然而，ibd病因復雜，暫時沒有找到針對性強的理想療法。目前，ibd治療的常用藥物包括5-氨基水楊酸（5-asa）類制劑、糖皮質激素、小分子免疫調節劑等，但由于全身給藥和藥物的非特異性分布，常常會帶來嚴重的副作用，如胃腸道反應、肝損傷、骨質疏松、代謝紊亂等。此外，近些年開發的基于單克隆抗體的新型生物療法，為ibd治療提供了新的選擇。然而，該類療法不但成本昂貴，而且缺點也較為明顯，主要包括：原發性無反應率高達30%；抗藥抗體產生導致的繼發性無反應率高達46%；易引起不良反應（超敏反應和二重感染）。因此，亟需開發出一種安全且高效的ibd治療策略。

2、目前，以微生物為基礎的治療，如糞菌移植和益生菌治療，已被證明在恢復ibd腸道穩態的有效性。糞菌移植是一種在腸道細菌調控方面的大膽嘗試，但其機制復雜、缺乏臨床標準和頻繁的不良事件阻礙了它的應用。此外，由于缺乏實現靶向調節的特異性，這些干預措施可能不會將腸道生態系統轉移到所需的狀態。同時，益生菌治療也存在一定的風險，包括潛在有毒代謝物的產生，體內不可預測的增殖，以及移植后表型變異的可能性。因此，開發安全有效的微生物治療策略，實現靶向調節ibd病理微環境將是非常重要的。最近的研究表明，益生菌的細胞膜衍生成分，如外膜囊泡（omvs，革蘭氏陰性細菌分泌）、膜囊泡（mvs，革蘭氏陽性細菌分泌）、外膜蛋白等，均展現出一定的免疫調節功能，包括toll樣受體調節，輔助性t細胞誘導效應，以及趨化因子和抗炎細胞因子的分泌，這充分證實其在ibd干預中的潛力。

3、正常的腸道屏障一方面可以調節腸道微生態的平衡，另一方面可以保護細胞和組織免受毒素、致病菌、消化酶等有害物質的侵襲。相比之下，ibd表現為腸道屏障受損，主要包括腸道微生態（生物屏障）失調、腸道粘液（化學屏障）減少、上皮緊密連接（機械屏障）破壞。隨著相關研究的不斷深入，除了“三大屏障”受損，ibd病理微環境常伴隨著過度的氧化應激、失衡的免疫穩態、持續的慢性炎癥。因此，針對單一因素很難取得良好的治療效果，需要“多管齊下”的綜合干預策略來全方位恢復腸道穩態。

4、黃酮類中藥活性成分能夠有效清除活性氧（ros）和調節免疫微環境，在對抗炎癥性疾病的臨床實踐中具有良好的應用前景。代表性的黃酮類中藥活性成分包括：姜黃素、葛根素、槲皮素、黃芩苷等。姜黃素可以通過調控與抗氧化作用相關的信號通路而減輕氧化應激損傷，例如nrf2-are（上調nrf2的表達，加速血紅素氧化酶-1的表達）和notch信號通路（減少乳酸脫氫酶的釋放，增強超氧化物歧化酶sod和過氧化氫酶cat的活性）。姜黃素也被證明能夠有效抑制炎癥反應，主要通過抑制nf-κb信號通路的傳導及抑制環化酶-2（cox-2）的生成而下調各種促炎細胞因子的表達。此外，姜黃素還可以作為免疫調節劑，誘導巨噬細胞從促炎m1表型向抗炎m2表型極化，從而重塑免疫穩態，加速結腸組織愈合。然而，由于大多數黃酮類中藥活性成分較差的水溶性及胃腸道穩定性，且易受炎性病理微環境的氧化破壞，從而導致生物利用度較低，大大限制了此類藥物在ibd治療上的應用。因此，亟需研發出具有高載藥量、高穩定性、高抗氧化性的載體，實現黃酮類中藥活性成分的靶向遞送，并有效保持其生物活性。

技術實現思路

1、針對上述背景技術中存在的不足，本發明主要解決現有技術中大多數黃酮類中藥活性成分較差的水溶性及胃腸道穩定性，且易受炎性病理微環境的氧化破壞，從而導致生物利用度較低，大大限制了此類藥物在ibd治療上的應用的問題。本發明提供一種益生菌膜功能化的載藥納米遞送系統及其制備方法和應用。本發明通過用益生菌（ escherichia? colinissle?1917）膜包裹負載姜黃素的介孔聚多巴胺納米顆粒（mpda@cur），該納米顆粒能夠高效、精準、安全地靶向富集至ibd病變部位，實現病理微環境（ros）響應性的藥物遞送，不僅有效解決黃酮類中藥活性成分的口服遞送障礙，降低毒副作用，還能夠有效緩解微環境氧化應激，重塑免疫穩態，減輕炎癥反應，恢復腸道微生物穩態，最終“多方位”恢復腸道屏障功能。

2、本發明第一個目的是提供一種益生菌膜功能化的載藥納米遞送系統，所述載藥納米遞送系統包括介孔聚多巴胺納米顆粒，所述介孔聚多巴胺納米顆粒的介孔結構中裝載的黃酮類中藥活性成分，以及所述介孔聚多巴胺納米顆粒表面包裹的益生菌膜。

3、優選的，所述介孔聚多巴胺納米顆粒的直徑為150~300nm。

4、優選的，所述黃酮類中藥活性成分裝載于介孔聚多巴胺納米顆粒的介孔結構中的質量為0.6~0.8mg/1mg。

5、所述介孔聚多巴胺納米顆粒表面包裹的益生菌膜的厚度為6~10nm。

6、本發明第二個目的是提供一種益生菌膜功能化的載藥納米遞送系統的制備方法，包括以下步驟：

7、制備介孔聚多巴胺納米顆粒；

8、通過π-π堆積和疏水相互作用將黃酮類中藥活性成分裝載于介孔聚多巴胺納米顆粒的介孔結構中，得到載藥納米顆粒；

9、將載藥納米顆粒分散于pbs溶液，得到載藥納米顆粒分散液；

10、將益生菌膜分散于pbs溶液中后，加入至載藥納米顆粒分散液中，混合均勻后，即得益生菌膜功能化的載藥納米遞送系統。

11、優選的，所述載藥納米顆粒是按照以下步驟制得：

12、將介孔聚多巴胺納米顆粒分散在無水乙醇中，獲得介孔聚多巴胺納米顆粒懸液；

13、配置含黃酮類中藥活性成分的乙醇溶液，稱為藥物溶液；

14、將藥物溶液加入介孔聚多巴胺納米顆粒懸液中，反應12～48?h，即得載藥納米顆粒。

15、優選的，所述介孔聚多巴胺納米顆粒懸液中介孔聚多巴胺納米顆粒的濃度為0.5～2?mg/ml；所述藥物溶液中黃酮類中藥活性成分的濃度為0.1～2?mg/ml。

16、優選的，所述載藥納米顆粒分散液中載藥納米顆粒的濃度為0.5～2?mg/ml；所述益生菌膜分散于pbs溶液中的濃度為0.5～2?mg/ml。

17、優選的，所述益生菌膜是按照以下步驟制得：

18、將大腸桿菌益生菌株單菌落接種于mhb液體培養基中，細菌培養箱中培養12～24h，獲得菌體；將菌體懸浮于pbs后，通過冷凍機械研磨法研磨處理后，收集上清液，經離心沉淀，即得益生菌膜。

19、優選的，所述介孔聚多巴胺納米顆粒是按照以下步驟制得：

20、將聚氧乙烯聚氧丙烯和均三甲苯分散于乙醇水溶液中，反應使聚氧乙烯聚氧丙烯，得到混合液；

21、將三羥甲基氨基甲烷和鹽酸多巴胺分散于混合液中，反應12~24h，得到pda粗產物；

22、將pda粗產物分散于乙醇與丙酮配置的溶液中，去除有機模板后，得到介孔聚多巴胺納米顆粒。

23、本發明第三個目的是提供一種益生菌膜功能化的載藥納米遞送系統在制備口服藥物中的應用。

24、與現有技術相比，本發明的有益效果是：

25、本發明提供了一種益生菌膜功能化的載藥納米遞送系統及其制備方法和應用，本發明所構建的益生菌膜功能化納米遞送系統，不僅實現黃酮類中藥活性成分的高效裝載，還能實現藥物在ibd病理微環境的響應性遞送，有效解決黃酮類中藥活性成分口服生物利用度低以及潛在全身毒副作用的問題；本發明利用超聲融合法在納米顆粒表面包裹益生菌膜，是使其具有良好穩定性、靶向性、安全性的關鍵：一方面，益生菌膜不僅保護載藥納米顆粒免受胃腸道嚴苛生理環境的破壞，還賦予其靶向富集到病變部位黏液層的能力；另一方面，益生菌膜能夠參與腸道菌群調控，增加益生菌的豐度，恢復腸道微生態；本發明制備方法不需要特殊設備，操作簡單、可控性強，此外，我國中醫藥資源豐富，活性成分提取工藝日益成熟，如能將新材料技術和中醫藥領域有機融合，將為ibd治療提供新的策略，并產生一定的社會經濟效益。