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  近年來(lái)，由天然生物基聚合物制備的納米載體因其獨(dú)特的性能（如多功能化，生物相容性，可降解性等）而備受關(guān)注。其中，天然多糖（如殼聚糖，右旋糖酐，果膠，環(huán)糊精等）已被廣泛用于開(kāi)發(fā)新型智能響應(yīng)納米載體。萬(wàn)古霉素，一種肽類抗生素，能夠有效地治療結(jié)腸炎，例如由金黃色葡萄球菌引起的小腸結(jié)腸炎和由難辨梭狀芽孢桿菌引起的假膜性結(jié)腸炎。作為結(jié)腸靶向藥物遞送的候選人，萬(wàn)古霉素是一種親水性的大分子，在胃腸道粘膜中分配不佳且很難被腸道吸收，因此需要通過(guò)靜脈注射進(jìn)行全身治療。對(duì)于假膜性結(jié)腸炎的治療，萬(wàn)古霉素必須口服才能到達(dá)結(jié)腸感染部位。但是，作為肽分子，過(guò)早釋放的萬(wàn)古霉素在胃和小腸會(huì)在上胃腸道的上部降解，而無(wú)法準(zhǔn)確到達(dá)結(jié)腸部分。

圖1. pH/酶雙響應(yīng)可降解的生物雜化微凝膠

  基于上述問(wèn)題，德國(guó)亞琛工業(yè)大學(xué)Andrij Pich教授團(tuán)隊(duì)發(fā)展了一種pH/酶雙響應(yīng)可降解的生物雜化微凝膠用于結(jié)腸抗生素的遞送。首先，天然多糖高分子（殼聚糖和右旋糖苷）經(jīng)改性增加其水溶性，隨后利用點(diǎn)擊化學(xué)（無(wú)交聯(lián)劑）在反向微乳液中聚合形成微凝膠。通過(guò)調(diào)節(jié)活性基團(tuán)的取代度，一系列具有不同交聯(lián)密度和尺寸可控的微凝膠被制備。然后，萬(wàn)古霉素能有效地封裝入微凝膠中通過(guò)靜電吸附（載藥率為93.67％）。最后，由于微凝膠的pH/酶雙響應(yīng)觸發(fā)降解，在不同pH和結(jié)腸酶（右旋糖苷酶）條件下，可控的抗生素釋放行為是被研究（圖1）。在37°C，萬(wàn)古霉素在pH 6.0和右旋糖苷酶（0.2 U / mL）條件下的釋放量顯著高于其他條件。在模擬結(jié)腸條件下，萬(wàn)古霉素是被快速釋放在最初1 小時(shí)內(nèi)，由于微凝膠的酶觸發(fā)的降解，且1天內(nèi)的總釋放量高達(dá)89.74%。本研究設(shè)計(jì)生物雜化多糖微凝膠作為納米載體能避免抗生素在胃腸道上部的過(guò)早釋放和失活，以及在模擬結(jié)腸條件下的可控釋放行為有望實(shí)現(xiàn)結(jié)腸特異性藥物遞送和減小毒副作用。

  該研究成果近日以“Dual-Degradable Biohybrid Microgels by Direct Cross-Linking of Chitosan and Dextran Using Azide-Alkyne Cycloaddition” 為題，在線發(fā)表在Biomacromolecules（DOI: 10.1021/acs.biomac.0c01158）上。文章第一作者為德國(guó)亞琛工業(yè)大學(xué)博士生李和霖和DWI-萊布尼茲交互材料研究所博士生李鑫，通訊作者為DWI-萊布尼茲交互材料研究所Andrij Pich教授。該論文得到了德國(guó)科學(xué)基金會(huì)DFG及中德中心項(xiàng)目支持。

  原文鏈接:https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.biomac.0c01158