论文标题：A Double-Layer Polysaccharide Hydrogel (DPH) for the Enhanced Intestine-Targeted Oral Delivery of Probiotics

期刊：Engineering

DOI：https://doi.org/10.1016/j.eng.2023.05.024

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中国海洋大学海洋食品加工与安全控制全国重点实验室薛长湖教授、毛相朝教授共同带领科研团队在中国工程院院刊《Engineering》发表了题为“A Double-Layer Polysaccharide Hydrogel (DPH) for the Enhanced Intestine-Targeted Oral Delivery of Probiotics”的研究论文，开发出一种双层多糖水凝胶（DPH），可有效提升益生菌肠道靶向口服给药效果，为肠道健康研究带来新进展。黄文灿、王文杰为论文共同第一作者，薛长湖、毛相朝为论文通讯作者。

肠道微生物群对人体健康至关重要，补充益生菌能调节其平衡，预防和治疗多种疾病。然而，胃酸、消化酶和肠道胆盐等恶劣的胃肠道环境，严重限制了益生菌的生物利用度和肠道定植能力。目前，提高益生菌在胃肠道的耐受性、靶向释放能力和黏附特性成为研究关键。

此次研发的 DPH 具有独特双层结构，内层为羧甲基纤维素（CMCL）超分子，外层为海藻酸二醛（DAA）交联羧甲基壳聚糖（CMCS）。在胃部酸性环境中，DPH 呈封闭笼状，外层吸收液体形成屏障，保护益生菌免受胃液侵蚀；进入肠道弱碱性环境后，笼状结构打开并分解，释放益生菌。

图1. DPH示意图。（a）DPH设计原理；（b）肠道靶向递送机制。

研究人员通过一系列实验对 DPH 的性能进行了全面评估。在生物相容性方面，细胞活性试验和血液学指标评估显示，DPH 对细胞无明显毒性，不会引起血液学指标异常，具有良好生物相容性。体外耐药性实验表明，DPH 包埋的益生菌在人工胃液和模拟肠道液中表现出强大耐受性，未包埋的益生菌在接触人工胃液 2 小时后全部死亡，而 DPH 包埋的益生菌在暴露 4 小时后存活率仅下降 14.2%。

在动物实验中，DPH 的优势更为显著。以小鼠和兔子为模型，实验结果显示，DPH 包埋的益生菌口服生物利用度大幅提升。在小鼠模型中，灌胃 12 小时后，DPH 组在肠道、肠内容物和粪便中的益生菌数量分别是对照组的 252.2 倍、13157.9 倍和 7549.0 倍。同时，DPH 包埋的益生菌黏附能力增强，能更好地在肠道定植。

此外，研究人员还测试了 DPH 包埋益生菌对沙门氏菌感染的治疗效果。结果发现，DPH 组对沙门氏菌生长有很强抑制作用，能有效减轻结肠炎相关症状，降低炎症反应。同时，DPH 包埋的益生菌能提高肠道短链脂肪酸浓度，进一步证明其可提升益生菌生物利用度和活性。

该研究表明，DPH 能有效保护益生菌，提高其在胃肠道极端环境下的存活率，增强黏附能力和肠道定植能力。未来，DPH 有望成为理想的肠道靶向递送载体，为肠道疾病的预防和治疗提供新的解决方案，推动相关领域的进一步发展。

文章信息：

A Double-Layer Polysaccharide Hydrogel (DPH) for the Enhanced Intestine-Targeted Oral Delivery of Probiotics

双层多糖水凝胶增强益生菌肠道靶向口服给药效果

作者：

Wen-Can Huang#, Wenjie Wang#, Wei Wang, Yanan Hao, Changhu Xue*, Xiangzhao Mao*

引用：

Wen-Can Huang, Wenjie Wang, Wei Wang, Yanan Hao, Changhu Xue, Xiangzhao Mao. A Double-Layer Polysaccharide Hydrogel (DPH) for the Enhanced Intestine-Targeted Oral Delivery of Probiotics. Engineering, 2024, 34(3): 187–194

开放获取论文：

https://doi.org/10.1016/j.eng.2023.05.024

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