一种基于益生菌芽孢的纳米抗菌递药系统及其制备方法和应用技术方案

本发明专利技术涉及生物医药技术领域，具体涉及一种基于益生菌芽孢的纳米抗菌递药系统及其制备方法和应用。所述系统由益生菌芽孢和多粘菌素类抗生素修饰的金纳米颗粒组成；所述金纳米颗粒负载在益生菌芽孢表面。本发明专利技术所述递药系统能够减少多粘菌素类抗生素对肠道造成的功能紊乱，调节肠道菌群；又可以在萌发过程中使生长在表面的金纳米粒子脱落，发挥特异性杀菌的疗效；本发明专利技术为口服给药的细菌性肠炎治疗提供了新思路。本发明专利技术所述纳米抗菌递药系统制备简单，生产成本低，稳定性强，具有巨大潜在的经济和社会效益。济和社会效益。济和社会效益。

【技术实现步骤摘要】
一种基于益生菌芽孢的纳米抗菌递药系统及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及生物医药
，具体涉及一种基于益生菌芽孢的纳米抗菌递药系统及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]以沙门氏菌为代表的革兰氏阴性菌感染已成为国际公共卫生的一个重要课题。沙门氏菌是一种食源性的致病菌，是世界卫生组织(WHO)公布了一份列有12种“超级细菌”之一当沙门氏菌在肠道爆发性生长时，其活性成分和特异性代谢产物会通过破坏肠道菌群、引起肠道屏障功能损伤、诱导紊乱的黏膜免疫反应诱导细菌性结肠炎的发生，有可能在慢性肠道炎症过程中诱导结肠炎症向癌的转变，最终导致恶性结肠炎
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结直肠癌(CAC)。目前，抗生素疗法是治疗沙门氏菌感染的主要临床手段。然而，长期口服大剂量广谱抗生素会大量杀灭体内正常细菌，从而引起肠道菌群失调，降低机体免疫力，给人体健康带来不可逆转的损伤。因此，在开发精准抗击口服给药制剂的同时，保证肠道菌群的协调对于疾病的治疗具有正向的推动作用。
[0003]多粘菌素类抗生素是一种窄谱抗菌药，主要包括多粘菌素B和多粘菌素E。多粘菌素类是一种由多粘芽胞杆菌产生的多肽类抗生素，常用于大肠杆菌、沙门杆菌、志贺杆菌等引起的肠道感染。20世纪40年代，多粘菌素类首次被发现并相继应用于临床实践中。多粘菌素类仅可治疗革兰氏阴性菌的感染，可以靶向并中和细菌外膜上的LPS，增加外膜的通透性和泄漏内容物而杀菌。
[0004]基于微生物体系合成的无机纳米材料已成为纳米材料领域的一个重要研究方向，因其具有安全高效、成本低、生物相容性好等优点。通过构建微生物
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无机纳米杂化体，具有生物活性的微生物可以作为一种新型的智能药物传递载体。在趋化性等不同刺激信号下到达目标区域，杂交纳米材料可以通过搭便车的方式与微生物一起运送到目标。在过去几十年间，合成简单、安全性高的金纳米材料被广泛用于微生物合成无机纳米材料的研究中。但目前将该体系用于口服制剂的研究较少，这很可能是由于消化系统存在复杂的生物屏障，从而导致药物疗效极低。因此，努力找到克服或规避这些生物屏障的有效途径，实现药物在病理部位的高效积累并提高其治疗效果具有重大意义。
[0005]随着新型包封材料和技术的不断发展，新型益生菌疗法将在通过口服途径给药时实现功能更稳定、治疗效率高和副作用最小化。益生菌芽孢是益生菌的休眠生命形式，由于其在胃中具有很强的抗性并且可以在肠道中萌发，芽孢本身可以用于益生菌的传递。芽孢外层包裹在一层厚厚的疏水蛋白外壳，可以帮助益生菌抵抗恶劣的胃肠道条件(pH值、胆盐和消化酶)、有毒化学物质和极端温度。芽孢的这些特性使其能够在口服给药后成安全过胃。芽孢一旦到达肠道就开始萌发，生成新的营养细胞并大量增殖。因此，具有较强抗逆性的芽孢本身可作为载体构建口服纳米递药系统，当益生菌定植后可发挥相应的抗菌及抗炎作用，是一种很有前途的新型口服抗菌载体策略。

技术实现思路

[0006]本专利技术主要目的在于提供一种基于益生菌芽孢的纳米抗菌递药系统及其制备方法和应用，本专利技术所述纳米抗菌递药系统可通过口服的给药方式将多黏菌素类递送于肠道中，为口服给药的细菌性肠炎治疗提供了新思路。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]本专利技术第一方面提供一种基于益生菌芽孢的纳米抗菌递药系统，所述系统由益生菌芽孢和多粘菌素类抗生素修饰的金纳米颗粒组成；所述金纳米颗粒负载在益生菌芽孢表面。
[0009]进一步地，所述金纳米颗粒粒径为10
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15nm。
[0010]本专利技术第二方面提供以上第一方面所述基于益生菌芽孢的纳米抗菌递药系统的制备方法，所述方法包括以下步骤：
[0011]将处于对数生长期的益生菌以2％
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5％的比例接种于产孢培养基中进行培养，收集菌液进行加热以去除未形成芽孢的菌体，进行冷却、离心、沉淀、洗涤、冻干，得芽孢冻干粉；
[0012]将芽孢冻干粉与超纯水混匀，加入HAuCl4溶液，进行搅拌、预热，加入多粘菌素类抗生素溶液，混合搅拌，调节溶液pH值，得到白色混悬状的混合物溶液；将所得混合物溶液在30
‑
37℃温度条件下进行加热搅拌，待混合物溶液变为紫红色，停止加热，冷却至室温，即得。
[0013]进一步地，所述芽孢冻干粉与超纯水质量体积比为0.1
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5mg/mL。
[0014]进一步地，混合物溶液中，HAuCl4与多粘菌素类抗生素摩尔浓度比为3
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15:1。
[0015]本专利技术第三方面提供以上第一方面所述基于益生菌芽孢的纳米抗菌递药系统、以上第二方面所述方法制备得到的纳米抗菌递药系统在制备治疗细菌性肠炎药物中的应用。
[0016]进一步地，所述药物为口服制剂。
[0017]与现有技术相比，本专利技术具有以下优势：
[0018](1)本专利技术所制备的益生菌芽孢负载金纳米粒子，利用芽孢自身的生理生长特性，在胃内保持稳定性，并能够在肠道微环境中保持活性重新生长成为益生菌定植在肠道，其释放的短链脂肪酸等可以正向调节肠道菌群，重构肠道微生态，减少多粘菌素类对肠道造成的功能紊乱；又可以在萌发过程中使生长在表面的金纳米粒子脱落，发挥靶向杀菌的疗效，本专利技术为口服给药的细菌性肠炎治疗提供了新思路。
[0019](2)本专利技术所制备的益生菌芽孢负载金纳米粒子，合成方法简单，包封率高达72.1％，具有良好的生物相容性，其表面生长的金纳米粒子的大小为10
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15nm，小尺寸保证了纳米粒优良的抗菌疗效。
[0020](3)本专利技术所制备的益生菌芽孢负载金纳米粒子，将负载抗生素的纳米制剂和益生菌设计成联合制剂，打破了益生菌和抗生素难以同服的障碍，因其多粘菌素类合成的金纳米粒子特异性靶向革兰氏阴性菌，不会对革兰氏阳性益生菌造成损伤。
[0021](4)本专利技术所述纳米抗菌递药系统制备简单，生产成本低，稳定性强，具有巨大潜在的经济和社会效益。
附图说明
[0022]图1为BCs的TEM图；
[0023]图2为BCs@PME
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Au的TEM图；
[0024]图3为BCs修饰前后生长活性柱形图；
[0025]图4为不同制剂基于Caco
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2细胞生物安全性柱形图；
[0026]图5为各试验小组中小鼠体重变化图；
[0027]图6结肠组织研磨计数图。
具体实施方式
[0028]应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0029]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于益生菌芽孢的纳米抗菌递药系统，其特征在于，所述系统由益生菌芽孢和多粘菌素类抗生素修饰的金纳米颗粒组成；所述金纳米颗粒负载在益生菌芽孢表面。2.根据权利要求1所述基于益生菌芽孢的纳米抗菌递药系统，其特征在于，所述金纳米颗粒粒径为10
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15nm。3.根据权利要求1所述基于益生菌芽孢的纳米抗菌递药系统，其特征在于，所述益生菌芽孢为枯草芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌及丁酸梭菌中的一种或几种。4.权利要求1
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3任一项所述基于益生菌芽孢的纳米抗菌递药系统的制备方法，所述方法包括以下步骤：将处于对数生长期的益生菌以2％
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5％的比例接种于产孢培养基中进行培养，收集菌液进行加热以去除未形成芽孢的菌体，进行冷却、离心、沉淀、洗涤、冻干，得芽孢冻干粉；将芽孢冻干粉与超纯水混匀，加入HAuCl4溶液，进行搅拌、预热，加入多粘菌素类抗生素溶液，混合搅拌，调节溶液pH值，得到白色混悬状的混合物溶液；将所得混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：王蕾，宋庆龄，巩爽，牛梦亚，赵荦，冯倩华，赵洪娟，韩璐，焦建楠，王芳芳，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：