肠道菌群失衡可能引发多种疾病，但口服益生菌常被胃酸“团灭”——这一困扰医学界多年的难题，最近被中国海洋大学的研究团队用一把“化学钥匙”破解。他们研发的双层多糖水凝胶（DPH）如同智能胶囊，在胃酸中关闭防护罩，到肠道才精准释放活性益生菌，动物实验显示其生物利用度比传统方法提升100倍，相关成果已发表于国际期刊《Engineering》。

胃酸“护盾”与肠道“定时开关”

益生菌需穿越pH值低至1.5的胃酸环境才能抵达肠道，但传统胶囊要么过早分解，要么被消化酶击穿。研究团队从海藻和甲壳类生物中提取灵感，设计出双层动态结构：内层由羧甲基纤维素通过氢键编织成“防护网”，外层用氧化海藻酸钠交联羧甲基壳聚糖形成“智能外壳”。

在模拟胃液的实验中，DPH胶囊的外壳遇酸迅速吸水膨胀，形成物理屏障，将益生菌存活率从传统方法的“全军覆没”提升至85.8%；进入肠道后，外层动态化学键（希夫碱键）在碱性环境中逐渐断裂，内层网格同步打开，6小时内释放90%的活性益生菌。这种“胃部锁死，肠道开闸”的递送逻辑，让益生菌在48小时后仍能在动物肠道内检测到荧光标记，而传统方法仅维持4小时。

从实验室到临床的“黏附革命”

研究团队在小鼠和兔子模型中验证了DPH的“黏肠能力”：封装后的益生菌在肠道黏膜的附着量是传统方法的10.6倍，粪便中活菌数更是高出157倍。“就像给益生菌穿上了带吸盘的防护服，它们能牢牢贴在肠壁，持续调节菌群平衡。”论文通讯作者毛相朝教授解释道。这种特性在对抗沙门氏菌感染时尤为关键——使用DPH递送的益生菌，仅需1天就将实验动物粪便中的致病菌数量压至正常水平，肠道炎症因子降低80%，而传统方法几乎无效。

安全性与未来想象

针对壳聚糖可能抑制益生菌活性的担忧，团队通过分层设计将益生菌与抗菌材料物理隔离。细胞实验显示，DPH对人体成纤维细胞的存活率无影响，动物器官切片也未发现炎症损伤。目前，该技术已尝试封装蛋白质等大分子，未来或用于靶向递送胰岛素、抗癌药物。

“这项研究为口服递送系统提供了新范式。”审稿人评价称，动态交联设计可适配不同肠道环境需求，例如通过调整化学键强度控制结肠靶向释放。研究团队正探索将技术应用于水产养殖领域，试图解决养殖动物肠道菌群调控难题。

来源: Engineering