Science 子刊-微流控技术助力益生菌与后生元口服递送

蒙脱土（montmorillonite）作为一种重要的辅料，在口服益生菌制剂中的应用具有显著优势。蒙脱土能够通过促进益生菌生物膜的形成，提高益生菌在肠道内的存活率和稳定性，从而增强益生菌的生物活性和疗效。此外，蒙脱土还被证明可以保护益生菌免受胃酸和消化酶的破坏，从而提高其在肠道中的生物利用度。

微流控技术（microfluidics）是一种先进的药物递送方法，能够制备多功能微球，用于协同递送益生菌和后生元（postbiotics）。这种技术能够实现精准控制药物释放，提高治疗效果。例如，利用微流控技术制备的多功能微球已被用于同时递送益生菌和后生元，以治疗结肠炎等疾病。口服递送系统面临的主要挑战包括胃酸和消化酶对药物的破坏以及肠道屏障的限制。然而，通过微流控技术制备的复合微粒可以显著提高益生菌和后生物活性物质的稳定性，并增强其在胃肠道中的保护作用。例如，通过涂层技术（如乳清蛋白/藻酸盐涂层）可以进一步提高益生菌在胃肠道中的存活率。

2025 年 3 月 21 日，复旦大学生物医学研究院团队在Science子刊上发表了题为：“Microfluidic-derived montmorillonite composite microparticles for oral codelivery of probiotic biofilm and postbiotics.”的研究论文。在这项研究中，作者开发了基于微流体的蒙脱石复合微粒，用于高效递送益生菌生物膜和后生元。这些微粒有助于克服胃肠道攻击并对肠道状况做出反应以进行控制释放。此外，微流体产生的微粒充当共同递送载体，促进 IPA 的轻松整合，从而与 MLB 协同对抗结肠炎。本研究利用了蒙脱石在酸性条件下的离子交换特性，这有助于在其表面自发形成益生菌生物膜。这些生物膜由细菌和细胞外聚合物物质（EPS）的3D基质组成，具有增强的稳定性。此外，生物膜结构中不可或缺的胞外多糖和细菌表面蛋白会影响益生菌粘附在肠道组织上的能力。为了进一步优化生物膜在胃条件下的稳定性并能够响应肠道刺激的受控释放，本研究使用了基于微流体的微胶囊技术。通过微调流速和电压参数能够精确控制液滴大小，确保产生的微粒变化最小。该系统还提供了掺入其他生物活性分子的灵活性，例如后生元，这些分子可以协同作用以增强治疗效果。鉴于温和的制备条件和所用材料的安全性，该研究的微粒递送系统在细胞水平和小鼠模型中都显示出良好的安全性。体内研究进一步证实，微粒可有效缓解小鼠的结肠炎症状，恢复肠道屏障功能，并积极调节肠道微生物组。

蒙脱土上生物膜的形成

广东省科学院微生物研究所吴清平院士团队对益生菌与多种疾病中发现存在关联性，目前该团队已经成功筛选出多株专利菌株，如抗幽门螺杆菌的LP1Z、缓解高血压菌株61-2、抗皮肤老化功能的发酵乳杆菌XJC60、促进睡眠的植物乳杆菌L5等。该团队研究成果均有力证明了通过调节肠道微生物平衡，特定益生菌菌株在多种疾病方面具有巨大的开发潜力和广阔的应用前景。

参考资料：Microfluidic-derived montmorillonite composite microparticles for oral codelivery of probiotic biofilm and postbiotics.

（DOI: 10.1126/sciadv.adt2131）