[发明专利]一种微生物生态系统微凝胶及其制备方法

说明书

本发明涉及生物医药技术领域，具体涉及一种微生物生态系统微凝胶及其制备方法。所述微凝胶包括微生物生态系统微凝胶内核及高分子外壳，微凝胶内核包埋了多种活细菌群体；活细菌群体选自能将尿素、肌酐代谢为氨，或能将氨转化为氨基酸的细菌。本发明将多种活细菌群体通过固定化包埋喷雾干燥法获得微凝胶内核，再与高分子外壳共孵育获得微凝胶。本发明提供的微凝胶包埋了多种功能的活细菌群体，能够克服竞争生长抑制和难以实现肠道共定殖等问题，可以用于精确合理的调控多种肠道菌群，使之在肠道形成可代谢含氮废物的人造微生态系统，可以安全、高效、无创地运用于肾病的治疗，具有重大社会和经济意义。

技术领域

本发明涉及生物医药技术领域，具体涉及一种微生物生态系统微凝胶及其制备方法。

背景技术

随着人口老龄化和糖尿病患病几率的增加，肾病患者的数量每年还在不断上升。肾脏的衰竭会导致机体代谢功能异常，伴随有毒废物的积累，包括尿素、肌酐、吲哚衍生物和三甲胺氧化物等，这种积累进一步加剧了肾脏的损害。当肾病患者的病情进展到一定程度，就需要进行长期的血液透析治疗来暂时性的缓解肾脏的工作压力。尽管透析治疗在清除非蛋白结合的尿毒症溶质方面效率很高，但频繁的透析不仅让患者承担了高昂的治疗费用，还伴有多种致命的不良反应。因此，亟待开发临床治疗效果好，更经济实惠的肾病治疗新策略和新技术。近年来，随着对微生物组研究的不断深入，科研工作者们发现肠道菌群失调与人体多种疾病息息相关，且有大量的实验和临床数据表明，微生物在维持肠道代谢平衡、减缓肾衰竭进展中起着重要作用。因此，合理调控肠道菌群和肠道微生态系统有望成为一种简便高效的非侵入式治疗肾病的全新策略，是肾病治疗领域的重大突破。但是，截止目前国内外尚未有与此新策略相关的专利发布，在这一领域仍是一片空白。

肠道黏膜作为人体最大的半透结构，允许血液和肠道之间的代谢物交换。因此，宿主和肠道微生物及肠道菌群对食物代谢产生的毒素，也是肾病患者体内有毒废物的主要来源之一。基于肠道菌群调控策略，若能实现特殊功能细菌以各种有害的含氮废物为自身氮源进行代谢，即可通过消耗肠道含氮废物的创新策略，实现减轻肾脏负担、缓解肾病的目的。根据近年来发表的研究文献，有临床数据表明干酪乳杆菌可在一定程度上降低肾病患者的血吲哚酚葡萄糖醛酸酯和c反应蛋白等，能使血尿素降低11％，并因此缓解了患者的疾病症状。还有研究表明，同时给予肾衰竭患者嗜酸乳杆菌、嗜热链球菌、长双歧杆菌治疗后，患者的血尿素及尿酸含量有所下降，生活质量得以提升。

但是，目前肾病微生物疗法难以实施的瓶颈和关键技术难点在于，单一细菌疗法效果不明显，多种细菌联合治疗存在竞争生长抑制和难以实现肠道共定殖等问题。这些问题的存在使调控菌群肾病治疗策略举步维艰。

因此，如何精确合理的调控多种肠道菌群，使之在肠道形成可代谢含氮废物的人造微生态系统，并以此开发一种安全、高效、无创治疗肾病的产品，是目前亟需解决的难题，具有重大社会和经济意义。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种微生物生态系统微凝胶及其制备方法，用以解决上述现有技术中的问题。

本发明的技术方案如下：

一种微生物生态系统微凝胶，包括微生物生态系统微凝胶内核、高分子外壳，其特征在于，所述微凝胶内核包埋了多种活细菌群体；所述活细菌群体为能将尿素、肌酐代谢为氨，或能将氨转化为氨基酸的细菌。

根据本发明的实施例，所述活细菌群体为细菌混合物，选自芽孢杆菌属、双歧杆菌属、乳杆菌属、链球菌属中一种或多种。

根据本发明的实施例，所述微凝胶为海藻酸钙微凝胶。

根据本发明的实施例，所述高分子外壳为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚醚酰亚胺、羧甲基纤维素的一种或多种。

根据本发明的实施例，本发明所述微生物生态系统微凝胶还包括用于保护微凝胶中细菌存活的冻干保护剂。优选地，所述冻干保护剂为葡萄糖、乳糖、蔗糖、海藻糖、半乳糖、脱脂奶粉、甘油的一种或多种。