國際微納生物領域權威期刊《Small》（影響因子13.3）報道了我校“微納生物技術”創新團隊孟濤教授的研究成果“Microbially Inspired Calcium Carbonate Precipitation Pathway Integrated Polyelectrolyte Capsules (MICPC) for Biomolecules Release”中文譯名：“受微生物啟發的整合碳酸鈣顆粒合成通路的聚電解質微囊（MICPC）用于緩釋生物分子”(DOI: 10.1002/smll.202306877)。論文第一作者為生命學院苑昊講師，通訊作者為孟濤教授，西南交通大學為第一署名單位。
聚電解質絡合，是指帶有相反電荷的聚電解質之間發生結合的過程，是合成微米、納米級藥物遞送載體的重要策略。在這個過程中，正電荷的聚電解質與負電荷的聚電解質之間相互吸引形成復合物。然而，由于電荷屏蔽效應，此復合物在生理環境中穩定性有限，從而導致基于聚電解質絡合策略形成的載體會突釋藥物，影響治療效果，限制了聚電解質復合物的潛在應用。受細菌通過尿素分解通路在其自身表面形成碳酸鈣顆粒的啟發，并基于本課題組近年來在全水相乳液以及催化領域的工作積累（ACS Applied Materials & Interfaces, 2022, 14, 4, 5009-5016；Chemical Engineering Journal, 2022, 454, 140276；Small Methods, 2022, 2201309），作者提出在聚電解質復合物中原位礦化產生碳酸鈣顆粒，以穩定聚電解質復合物，實現在生理環境中緩釋藥物（圖1）。結果顯示，相比于基于聚電解質絡合形成的微囊1天內突釋80%藥物，本研究提出的基于碳酸鈣顆粒的聚電解質微囊（MICPC）以每天3-10%的速率緩慢釋放藥物。并且，通過調控合成的碳酸鈣顆粒數量可對MICPC的釋放動力學進行精細調控。此外，MICPC通過生物相容的雙水相體系制備，可用于包封生物活性藥物并保持其活性，并可在生理環境中緩釋包封的藥物以治療相關疾病。在本研究中，MICPC用于包封及緩釋過氧化氫酶，且由于其自身攜帶負電荷可定植于帶有正電荷的炎癥部位，以有效清除細胞內活性氧及緩解炎癥。這項研究為聚電解質復合物在生理環境中的應用提供了通用策略，為生物藥物保存與遞送提供全新平臺。
圖1 受尿素分解細菌啟發，構建仿生礦化的聚電解質微囊MICPC（緩釋）及其與普通聚電解質微囊（突釋）在生理環境中釋放行為對比，且此MICPC可用于治療腸道炎癥疾病
本研究受到國家自然科學基金項目（22204130, 22378336, 21776230）、四川省科技廳項目（2021YFN0129, 2022NSFSC1211）、中央高校基礎研究基金（2682021ZTPY031, 2682023ZTPY048）的資助。
論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202306877