長期飲酒是胃出血、胃腸道炎癥等疾病的一大誘因。酒精進(jìn)入人體后，經(jīng)胃黏膜吸收到一定劑量，會導(dǎo)致胃黏膜缺血、缺氧和壞死，由此引發(fā)的炎癥即酒精性胃炎。
日前，國際學(xué)術(shù)期刊《材料》發(fā)表了浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第二醫(yī)院/愛丁堡聯(lián)合學(xué)院教授周民團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國內(nèi)外科研人員的研究成果。研究團(tuán)隊(duì)利用微藻生物漂浮系統(tǒng)負(fù)載藥物白藜蘆醇，提高藥物在胃部的滯留時間，并通過酒精誘導(dǎo)藥物快速釋放。這一方法顯著改善了白藜蘆醇對酒精導(dǎo)致的胃部疾病的治療效果，并在小鼠急慢性模型及大動物豬模型上得到驗(yàn)證。
藥物在胃部漂浮阻礙重重
口服是治療疾病的理想給藥方式。但人體食物胃排空過程限制了藥物在胃中的滯留和吸收，胃的酸性環(huán)境和胃蛋白酶也可能影響藥物活性。
為此，漂浮型胃滯留給藥系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。其原理是讓藥物在口服后保持自身密度小于胃內(nèi)溶液密度，通過體積膨脹、產(chǎn)生氣體的方式，使藥物在胃液中漂浮，避免在胃排空時被排至小腸，確保藥物的釋放效果。
“目前在臨床上應(yīng)用的胃漂浮制劑主要為片劑，對吞咽困難的患者并不友好，且在胃內(nèi)產(chǎn)生的膨脹或氣體釋放可能引起消化不良，甚至加重胃部疾病。”周民介紹，近年來，以細(xì)菌、微藻等微生物和人體細(xì)胞作為藥物載體的遞藥系統(tǒng)研究逐漸增多，但針對胃部給藥的研究較少且很難轉(zhuǎn)化應(yīng)用于臨床。
周民分析，造成這一情況的原因，除了胃排空過程、胃部酸性環(huán)境和胃蛋白酶的干擾，還有傳統(tǒng)載藥工藝需要將微生物與高濃度藥物長時間培養(yǎng)，可能會影響其活性。特別是對于難溶性藥物，可能需要用到有毒性的有機(jī)溶劑。此外，對微生物進(jìn)行特殊修飾或多步加工會增加成本和生產(chǎn)難度，降低微生物作為天然藥物載體的優(yōu)勢。
“螺旋藻含有鉀、鈉堿性離子，能直接中和胃酸并抑制胃蛋白酶，減少胃潰瘍發(fā)生。目前，螺旋藻已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于食品、保健品、化妝品等領(lǐng)域，其安全性在國內(nèi)外被普遍認(rèn)可。”周民介紹，在胃部遞藥系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，螺旋藻也具有良好應(yīng)用潛力。
將微藻改造成“一葉綠舟”
在適當(dāng)條件下，水中的藻類會迅速生長，然后聚集、漂浮，覆蓋水面，最終引起藻華現(xiàn)象。藻華的形成得益于微藻分泌的細(xì)胞外聚合物，它能夠加速微藻聚集。這些微藻聚集體與細(xì)菌生物膜一樣，在水中更易漂浮，還能保護(hù)其中的微藻。聯(lián)合團(tuán)隊(duì)模擬藻華的形成過程，用螺旋藻設(shè)計(jì)了一種網(wǎng)格狀載藥系統(tǒng)。
周民介紹，重結(jié)晶后的天然抗氧化物白藜蘆醇呈長條形結(jié)構(gòu)，螺旋藻是天然長螺旋結(jié)構(gòu)，將二者簡單混合即可快速獲得一種新的遞藥系統(tǒng)。再添加對胃酸敏感的果膠鉍模擬細(xì)胞外聚合物，可促進(jìn)微藻在胃部聚集，并保護(hù)其中的微藻。如此一來，遞藥系統(tǒng)就會像“一葉綠舟”在胃液上漂流，慢慢釋放藥物。
“幾乎所有白藜蘆醇都能均勻分散在可漂浮螺旋藻中，并借助螺旋藻的浮力漂浮在胃液上。這種微米級可漂浮螺旋藻對吞咽困難患者友好。”周民說，果膠鉍能夠與胃部黏蛋白相互作用，在胃酸環(huán)境中迅速聚集形成凝膠，有效延長遞藥系統(tǒng)在胃液中的漂浮時間，同時增加其黏附能力，最終在與酒精作用后迅速釋放白藜蘆醇。
實(shí)驗(yàn)證明，在小鼠急性和慢性酒精性損傷模型中，這一遞藥系統(tǒng)能夠在胃部長時間停留，比直接服藥效果更佳。除小鼠模型外，聯(lián)合團(tuán)隊(duì)還在胃腸道與人類更相似的大動物豬模型中評估了該系統(tǒng)的治療效果。
“我們通過胃鏡觀察到，該系統(tǒng)在豬胃部實(shí)現(xiàn)了有效聚集和漂浮，潴留時間大大延長。遞藥系統(tǒng)在豬酒精性胃炎模型中取得了積極治療效果。團(tuán)隊(duì)將進(jìn)一步開展研究，把該成果用于臨床治療。”周民說，該系統(tǒng)不會影響微藻的生物活性，且微藻獲取成本低，適合規(guī)模化生產(chǎn)。
長期飲酒是胃出血、胃腸道炎癥等疾病的一大誘因。酒精進(jìn)入人體后，經(jīng)胃黏膜吸收到一定劑量，會導(dǎo)致胃黏膜缺血、缺氧和壞死，由此引發(fā)的炎癥即酒精性胃炎。
日前，國際學(xué)術(shù)期刊《材料》發(fā)表了浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第二醫(yī)院/愛丁堡聯(lián)合學(xué)院教授周民團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國內(nèi)外科研人員的研究成果。研究團(tuán)隊(duì)利用微藻生物漂浮系統(tǒng)負(fù)載藥物白藜蘆醇，提高藥物在胃部的滯留時間，并通過酒精誘導(dǎo)藥物快速釋放。這一方法顯著改善了白藜蘆醇對酒精導(dǎo)致的胃部疾病的治療效果，并在小鼠急慢性模型及大動物豬模型上得到驗(yàn)證。
藥物在胃部漂浮阻礙重重
口服是治療疾病的理想給藥方式。但人體食物胃排空過程限制了藥物在胃中的滯留和吸收，胃的酸性環(huán)境和胃蛋白酶也可能影響藥物活性。
為此，漂浮型胃滯留給藥系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。其原理是讓藥物在口服后保持自身密度小于胃內(nèi)溶液密度，通過體積膨脹、產(chǎn)生氣體的方式，使藥物在胃液中漂浮，避免在胃排空時被排至小腸，確保藥物的釋放效果。
“目前在臨床上應(yīng)用的胃漂浮制劑主要為片劑，對吞咽困難的患者并不友好，且在胃內(nèi)產(chǎn)生的膨脹或氣體釋放可能引起消化不良，甚至加重胃部疾病。”周民介紹，近年來，以細(xì)菌、微藻等微生物和人體細(xì)胞作為藥物載體的遞藥系統(tǒng)研究逐漸增多，但針對胃部給藥的研究較少且很難轉(zhuǎn)化應(yīng)用于臨床。
周民分析，造成這一情況的原因，除了胃排空過程、胃部酸性環(huán)境和胃蛋白酶的干擾，還有傳統(tǒng)載藥工藝需要將微生物與高濃度藥物長時間培養(yǎng)，可能會影響其活性。特別是對于難溶性藥物，可能需要用到有毒性的有機(jī)溶劑。此外，對微生物進(jìn)行特殊修飾或多步加工會增加成本和生產(chǎn)難度，降低微生物作為天然藥物載體的優(yōu)勢。
“螺旋藻含有鉀、鈉堿性離子，能直接中和胃酸并抑制胃蛋白酶，減少胃潰瘍發(fā)生。目前，螺旋藻已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于食品、保健品、化妝品等領(lǐng)域，其安全性在國內(nèi)外被普遍認(rèn)可。”周民介紹，在胃部遞藥系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，螺旋藻也具有良好應(yīng)用潛力。
將微藻改造成“一葉綠舟”
在適當(dāng)條件下，水中的藻類會迅速生長，然后聚集、漂浮，覆蓋水面，最終引起藻華現(xiàn)象。藻華的形成得益于微藻分泌的細(xì)胞外聚合物，它能夠加速微藻聚集。這些微藻聚集體與細(xì)菌生物膜一樣，在水中更易漂浮，還能保護(hù)其中的微藻。聯(lián)合團(tuán)隊(duì)模擬藻華的形成過程，用螺旋藻設(shè)計(jì)了一種網(wǎng)格狀載藥系統(tǒng)。
周民介紹，重結(jié)晶后的天然抗氧化物白藜蘆醇呈長條形結(jié)構(gòu)，螺旋藻是天然長螺旋結(jié)構(gòu)，將二者簡單混合即可快速獲得一種新的遞藥系統(tǒng)。再添加對胃酸敏感的果膠鉍模擬細(xì)胞外聚合物，可促進(jìn)微藻在胃部聚集，并保護(hù)其中的微藻。如此一來，遞藥系統(tǒng)就會像“一葉綠舟”在胃液上漂流，慢慢釋放藥物。
“幾乎所有白藜蘆醇都能均勻分散在可漂浮螺旋藻中，并借助螺旋藻的浮力漂浮在胃液上。這種微米級可漂浮螺旋藻對吞咽困難患者友好。”周民說，果膠鉍能夠與胃部黏蛋白相互作用，在胃酸環(huán)境中迅速聚集形成凝膠，有效延長遞藥系統(tǒng)在胃液中的漂浮時間，同時增加其黏附能力，最終在與酒精作用后迅速釋放白藜蘆醇。
實(shí)驗(yàn)證明，在小鼠急性和慢性酒精性損傷模型中，這一遞藥系統(tǒng)能夠在胃部長時間停留，比直接服藥效果更佳。除小鼠模型外，聯(lián)合團(tuán)隊(duì)還在胃腸道與人類更相似的大動物豬模型中評估了該系統(tǒng)的治療效果。
“我們通過胃鏡觀察到，該系統(tǒng)在豬胃部實(shí)現(xiàn)了有效聚集和漂浮，潴留時間大大延長。遞藥系統(tǒng)在豬酒精性胃炎模型中取得了積極治療效果。團(tuán)隊(duì)將進(jìn)一步開展研究，把該成果用于臨床治療。”周民說，該系統(tǒng)不會影響微藻的生物活性，且微藻獲取成本低，適合規(guī)模化生產(chǎn)。
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