一种新型多功能微球给药体系及其制备方法与应用与流程

本发明属于生物材料，具体涉及一种新型多功能微球给药体系及其制备方法与应用。

背景技术：

1、在女性阴道内，存在大量微生物，构成稳定的微生态体系，维持微环境，抵御病原菌入侵。其中，乳酸杆菌对维持阴道微生态的平衡起重要作用。革兰阳性乳酸杆菌(lactobacillus spp.)数量在正常阴道微生物菌群中占据大部分，属于优势菌株。乳酸杆菌分解阴道黏膜上皮内的糖原产生乳酸，维持阴道ph为3.8～4.4，可有效抑制其他致病菌的滋生繁殖，且乳酸杆菌可产生乳酸、h2o2及细菌素等。研究证明，其产生的h2o2能降低阴道感染的风险。特别是能产生h2o2的乳杆菌，能抑制其他细菌的生长，从而保护阴道健康。当菌群微生态被破坏或者外来病菌侵入，则会引起阴道炎。

2、阴道炎是由多种因素引起的多种阴道黏膜炎性疾病的总称，该疾病主发于阴道，给广大女性带来难以言喻的生理性不适及心理上的影响。研究表明，如若不继续控制这类疾病，将有可能进一步诱发宫颈癌、卵巢癌等。传统治疗主要以抗生素及外用化学药为主，治疗效果达90％以上，但传统治疗也存在一些弊端，如滥用抗生素导致耐药性增加，药物无差别消灭病原体及阴道内有益菌，复发的风险增加，同时给女性带来不便利及驻留时间较短，这给阴道炎治疗带来更大的挑战。

3、因此，开发一种驻留时间长，更安全、有效，可以维持阴道微生态体系的药物，对于治疗阴道炎具有重要的应用前景。

技术实现思路

1、针对现有技术普遍存在的问题，本发明提供了一种新型多功能微球给药体系，以达到治疗和维持阴道微生态体系平衡的双重作用。本发明提供的给药体系中包括调节菌群层和抗菌层，可以依靠磁固定患处，使其充分发挥其功效，且较长时间的保留在组织内部，为基底层药物释放、调节阴道组织菌群提供长时间的通道。

2、为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种新型多功能微球给药体系(结构图如图1所示)，以sa、kgm为凝胶基质(简写为gs)，由内到外共包括三层，分别为包裹益生菌(lab)的里层，包裹抗菌肽(k)的中间层，壳聚糖(cs)表面涂层。

4、磁响应性智能水凝胶可在磁场的作用下自主产生形变，纳米级的磁性颗粒因颗粒大小和形状的不同，理化性质在结合了智能水凝胶的自愈性、ph响应性、温度响应性以及形状记忆特性后，会具有与其他非磁响应型水凝胶不同的物化特性，这些特性使它们在mir、载药、胶囊胃镜、细胞水平研究等生物医学方面有广泛的应用。基于此，本发明提供了一种由cs、sa/kgm、fe3o4@sio2材料、抗菌肽和益生菌共同组合成的水凝胶微球装载药物cs-k-l-gsmms，能够使其停留时间增加，在阴道环境中药物缓释。克服了传统阴道制剂存在的停留时间短和需要频繁给药的问题。

5、优选地，所述包裹益生菌的里层中，益生菌包括发酵乳杆菌gdmcc 1.412，嗜酸乳杆菌gdmcc 1.3693，德氏乳杆菌dm8909。

6、优选地，所述包裹益生菌的里层中，益生菌由发酵乳杆菌、嗜酸乳杆菌、德氏乳杆菌按重量比8～10:3～5:2～5组成。

7、乳酸杆菌对维持阴道微生态的平衡起重要作用。发明人经过大量研究发现，选择发酵乳杆菌、嗜酸乳杆菌、德氏乳杆菌按特定比例混合，可以有效调节菌群微生态，维持阴道微生物平衡，而且在实际添加过程中，根据乳酸杆菌产酸情况，调整发酵乳杆菌、嗜酸乳杆菌、德氏乳杆菌的菌量比例，但是要保证菌种总量在109cfu/ml，这样才能维持阴道微生态菌群平衡。而且这些乳酸杆菌产生的h2o2、细菌素等也有抑制细作用，在为阴道添加有益菌群的同时，可以抑制有害细菌的滋生。

8、优选地，所述包裹抗菌肽的中间层中，抗菌肽为tetraf2w-kk，其氨基酸序列为wwwlkkiw-nh2。

9、本发明选择tetraf2w-kk抗菌肽作为中间层，经研究发现，tetraf2w-kk可以抗白色念珠球菌、加德纳菌，而白色念珠菌是引起阴道炎的主要菌种。因此，本发明以tetraf2w-kk为抗菌肽，对于治疗阴道炎也有一定的作用。

10、本发明还提供了一种所述新型多功能微球给药体系的制备方法，包括如下步骤：

11、s1、选择基质材料：分别制备fe3o4@sio2纳米粒子，gs混合溶液，壳聚糖溶液，gs/fe3o4@sio2水凝胶混合溶液，氯化钙溶液；

12、s2、装载有效活性成分：向步骤s1所述的gs/fe3o4@sio2水凝胶混合溶液中加入益生菌，混合均匀，然后将其滴入2％氯化钙溶液中制备载益生菌磁性凝胶微球gs@fe3o4@sio2-lab-ms；

13、s3、新型多功能微球给药体系制备：将步骤s2的得到的载益生菌磁性凝胶微球gs@fe3o4@sio2-lab-ms用含抗菌肽的gs混合溶液包裹，然后用氯化钙溶液固化，洗净后再以壳聚糖溶液涂层表面，洗净后，冻干，即得。

14、本发明最后选择冻干干燥的原因是可以保持包裹的益生菌的活性和存活率，缩小微球直径；其次，未冻干微球，时间放置久了会降低效果且不易保存，因此选择冻干。本发明最终获得的磁性凝胶微球，为规则球状，里层2mm，再裹上一层再要水凝胶后直径增加至约2.5mm。

15、优选地，步骤s1所述gs混合溶液是由海藻酸钠和魔芋葡甘聚糖按重量比4:1混合后，加水稀释成1％～3％的溶液；所述gs/fe3o4@sio2水凝胶混合溶液是将fe3o4@sio2纳米粒子加入到制得的gs混合溶液中所得。

16、优选地，步骤s1所述的壳聚糖溶液、氯化钙溶液的浓度均为1％～3％。

17、优选地，步骤s2所述的益生菌在gs/fe3o4@sio2水凝胶混合溶液中的含菌量大于109cfu/ml；步骤s3所述抗菌肽在gs混合溶液中的浓度大于32μg/ml。

18、本发明还提供了一种所述的新型多功能微球给药体系在制备治疗阴道炎药物中的应用。

19、在本发明中，发明人构建的磁性微球体系具有治疗和养护功能，其中，磁性微球里层由2％ sa/kgmfe3o4@sio2封装lactobacillus(lab，益生菌)，可调节阴道菌群层，fe3o4@sio2在微球体系中具有磁响应性，可延长驻留时间，在磁场作用下，可固定作用部位。磁性微球中间层(抗菌肽)及壳聚糖涂层均被称之为“抗菌”层，该层用2％ sa/kgm封装amp(即抗菌肽tetraf2w-kk)，抗菌肽浓度在32μg/ml以上，该浓度足以抑制细菌生长，当感染发生时，阴道感染菌大量产生，原本的微生态被破坏，分泌物增多，载药三层磁性微球在阴道内逐步溶胀释放药物，缓慢释放抑制真菌增殖附着，同时补充乳酸杆菌定植阴道内，使阴道菌群重新建立微生态平衡。而加入的硅化后的四氧化三铁，在磁场的作用下，大大延长驻留时间，提高药物及乳酸杆菌作用时间，提高治愈及降低复发的可能性。根据磁性功能、amp抗菌性以及乳酸杆菌调节菌群的这三种功能，设计的缓释药物和益生菌的“治疗+养护”三层结构功能的磁性微球平台，可应用于阴道炎症。

20、本发明设计了一种“抗菌+乳酸杆菌(益生菌)调节微生态”的磁性三层凝胶微球系统，并进行了体内外表征及生物安全性测试，同时以白念珠菌性阴道炎(candidavaginitis，cv)小鼠为模型，探讨其体外抗菌、调节微生态、生物安全性、体内驻留、治疗及调节等方面的研究，这些结果为抗菌肽和乳酸杆菌的联合治疗提供了新的治疗手段，可用于白念珠菌性阴道炎治疗。

21、本发明制备的多功能微球给药体系，益生菌层和抗菌肽层可根据疾病特诊、感染病原体种类等，调整药物或益生菌类型，当病原体感染后，可有效长期驻留患处并分级缓释药物，最终达到完全治愈疾病，且不易复发的目的。

22、与现有技术相比，本发明具有如下优势：

23、(1)本发明提供的新型多功能微球给药体系，具有抗菌性和调节菌群微生态的双重功能，逐步分级缓释，达到治疗及养护的目的，磁响应延长了微球的驻留特性，使其充分产生抗菌和调节的作用；

24、(2)本发明提供的新型多功能微球给药体系，可以有效调节失衡的微生态系统，使其提高微生物种群数量，最终避免再次复发阴道炎的可能，提高了阴道炎的彻底治愈率。