[发明专利]一种基于液滴微流控的肠道菌群包埋工艺

说明书

本发明是一种基于液滴微流控的肠道菌群包埋工艺，该工艺通过第一毛细管穿过T型三通，第一毛细管一端连接注射器用于输送分散相；连续相第二毛细管经T型三通上方注入，从第三毛细管流出；第一、第三毛细管共同形成共轴流液滴生成结构，生成的液滴通入CaCl₂溶液中；包裹有菌体的海藻酸钠微液滴通入不断搅拌中的CaCl₂溶液中形成海藻酸钙微胶囊。本发明通过控制微通道结构和连续相、分散相两相流速来控制液滴的生成，分散相在两相交界处通过界面张力和剪切力的作用生成液滴，以微液滴的形式分散于连续相中，生成的液滴通过毛细管通入CaCl₂溶液中，形成微胶囊。微胶囊粒径可控、均一度好，而且结构稳定，形态良好。

技术领域

本发明涉及肠道菌群处理的领域，特别涉及一种基于液滴微流控的肠道菌群包埋工艺。

背景技术

在2013年时，菌群移植(FMT)技术就被列入美国临床医学指南以用于治疗复发性难辨梭状芽孢杆菌感染(CDI)。近年来，随着利用菌群移植治疗菌群失调引起的相关性疾病的临床证据不断增加，这种治疗方式已经成为全球临床医学、微生物学和转化医学的研究热点。

目前临床上常用的菌群移植方式有口服胶囊和菌液(上消化道-鼻肠管,下消化道-结肠镜，灌肠)两种。对于患者而言，相较于需要侵入式置管的菌液，简单便捷舒适度更高的口服胶囊无疑更容易被接受。

然而，不同于置管侵入直达肠道的菌液，口服胶囊会通过消化道，先经过胃部再到达肠道。在口服胶囊停留在胃部的过程中，胃液会对胶囊外壳造成腐蚀，使得胶囊外壳破损，菌群暴露在胃液中，这将导致大量菌群失活，极大程度的影响口服胶囊的治疗效果。

将菌群进行包埋就是该难题的解决方案之一。目前最常用的包埋壁材为海藻酸钠和氯化钙——利用海藻酸钠和氯化钙接触反应生成海藻酸钙包覆菌体形成包埋体。如专利申请202110489741.0公开的具备改善肠道功能的包埋益生菌微囊的制备方法，第一步称取海藻酸钠放入水中同时加入益生菌菌体得到凝胶液，第二步在凝胶液加入橄榄油与白醋后形成胶体液，第三步在胶体液内加入的葡萄糖酸钙溶液制成微囊，第四步将微囊置于真空冷冻干燥机中形成冻干微囊，第五步将步骤四中等到的冻干微粉包装成药剂。该具备改善肠道功能的包埋益生菌微囊的制备方法，选取的原料是海藻酸钠绿色纯天然没有副作用，将益生菌更好的在肠道释放，微囊可以抵抗胃酸和胆盐的侵蚀，并在肠道中释放，有调节肠道菌群的结构，改善肠道的微环境，从而改善了人体肠道功能，达到润肠通便的效果。

现有的利用海藻酸钠壁材进行包埋的工艺现有喷雾干燥法、内源乳化法、外源乳化法等。然而这些工艺都存在有明显的缺陷，它们包埋形成的微球粒径分布广，大小不均一，亦或是包埋工艺会对菌群活性造成影响等。

发明内容

为解决上述问题，本发明的首要目的是提供一种基于液滴微流控的肠道菌群包埋工艺，该工艺利用液滴微流控技术可以批量制备粒径可控、均一度好、结构稳定的微液滴，克服现有海藻酸钠包埋的缺陷。

发明人研究发现：液滴微流控是最近兴起的一种利用互不相溶的两相液体产生分散的微液滴进行实验操作的非连续流微流控技术。该技术通过控制微通道结构和两相流速来控制液滴的生成。在固定体积流率的驱动泵的推动下，连续相和分散相分别进入不同的微通道，当两相流体在交界点处相遇后，分散相在界面张力和剪切力的作用下生成液滴，以微液滴的形式分散于连续相中。

由此，利用液滴微流控技术可以批量制备粒径可控、均一度好、结构稳定的微液滴。这些液滴所具有的性质与微胶囊的要求相近，因此，可以利用液滴微流控技术进行菌群包埋。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：