文献导读：

近期，复旦大学附属中山医院胸外科葛棣教授团队开发了一种基于微流控技术的磁性复合微球（Cur-MNPs@GelMA），旨在为胃食管反流病（GERD）提供精准的局部治疗方案。该微球以具有优异生物相容性的GelMA水凝胶为载体，包裹了抗炎效果显著的姜黄素纳米颗粒和增强磁响应性的磁性纳米颗粒。通过外部磁场引导，微球能有效突破食管蠕动和胃酸环境的干扰，实现靶向滞留与药物的持续释放。

实验结果证实，该系统能显著降低活性氧水平、恢复线粒体功能并抑制NF-κB信号通路，从而有效修复食管黏膜损伤。这种创新的给药平台不仅提高了姜黄素的生物利用度，还为治疗慢性消化道炎症提供了更安全、高效的临床路径。相关研究以“Microfluidic-based magnetic microspheres for targeted delivery of curcumin nanoparticles in gastroesophageal reflux disease therapy”为题目，发表在期刊《Chemical Engineering Journal》上。

本文要点：

1. 研究背景与挑战

• 临床痛点：胃食管反流病（GERD）患者常面临非酸反流，导致传统抑酸药物效果不佳，且长期服用有全身副作用。

• 给药障碍：食道的解剖结构、持续的蠕动以及酸性环境，使得局部给药系统难以在目标区域长时间维持有效浓度。

2. 核心创新：Cur-MNPs@GelMA 微球

研究者利用微流控技术开发了一种多功能微球系统，其关键组成部分包括：

• 姜黄素纳米颗粒 (Cur)：作为主要的活性药物，具有强大的抗炎和抗氧化功效，纳米化改善了其水溶性和稳定性。

• 磁性纳米颗粒 (MNPs)：通过在外部磁场引导下实现微球在食道的精准定位，显著延长药物在粘膜上的留存时间。

• GelMA 基质：甲基丙烯酰化明胶具有优异的生物相容性、可降解性和可调的机械性能。

3. 制备工艺与特性

• 微流控精确制备：采用同轴微流控芯片技术，制备出尺寸均一（平均直径约1 μm）、单分散性良好的微球，非常适合食道灌胃给药。

• 缓释性能：微球在模拟胃液中表现出持续 12 小时的药物释放特性，确保了局部的有效治疗浓度。

• 生物安全性：细胞实验（Het-1A 和 Thp-1 细胞）及动物实验均证实该微球具有良好的生物相容性，对主要器官无毒性。

4. 治疗功能与作用机制

• 磁性增强粘附：实验显示，在外部磁场作用下，微球在食道粘膜的保留能力显著提高。在小鼠模型中，其在食道的有效留存时间可达 6 小时。

• 抗炎与抗氧化：显著降低酸性胆盐（ABS）诱导的炎性细胞因子（IL-6、IL-8、TNF-α）和活性氧（ROS）的水平。

• 修复线粒体功能：微球能纠正线粒体形态异常，恢复线粒体膜电位（MMP）和 ATP 水平，阻断因氧化应激导致的恶性循环。

• 信号通路调节：机制研究发现，该微球主要通过抑制 NF-κB 信号通路来缓解食道粘膜的炎症反应。

5. 动物实验结论

在小鼠 GERD 模型中，经口服给药并在磁场引导下，该微球有效减轻了基底细胞增生、上皮侵蚀等组织病理学损伤，显著降低了食道组织中促炎因子的表达，其疗效优于单纯的姜黄素溶液。

结论

Cur-MNPs@GelMA 微球结合了磁性定向、药物缓释和线粒体保护功能，为 GERD 的局部治疗提供了一种精准、高效且副作用低的新型临床干预策略。

微流控两相体系的配方设计有哪些针对性考量？各核心组分在微球制备与功能实现中分别起到什么作用？

配方完全围绕微流控W/O液滴成型、微球固化、载药、磁靶向四大目标设计：

（1）分散相（水相）组分及作用

• GelMA：微球骨架基质，具备良好生物相容性、可降解性与光交联特性，是微球成型与体内安全应用的核心；

• LAP（光引发剂）：响应紫外光触发GelMA交联，实现液滴原位固化；

• Fe3O4@SiO2磁性纳米粒（MNPs）：赋予微球磁响应能力，实现外磁场引导的食管靶向滞留；

• 姜黄素纳米粒（Cur）：功能性药物，提供抗炎、抗氧化、修复线粒体的治疗作用。

（2）连续相（油相）组分及作用

• 石蜡油：作为油相主体，与水相互不混溶，是形成W/O液滴的基础介质；

• Span80（表面活性剂）：降低油水界面张力，稳定微流控生成的液滴，防止液滴融合、破裂，保证微球单分散性。

图1. 基于微流控技术制备的微球用于胃食管反流病局部治疗的示意图

图2. Cur-MNPs@GelMA 微球的制备与表征

图3. Cur-MNPs@GelMA 微球的生物相容性和抗炎功效

图4. Cur-MNPs@GelMA 微球修复 Het-1A 细胞的线粒体损伤

图5. Cur-MNPs@GelMA 微球在 GERD 小鼠模型中的磁性留存和治疗性能

图6. Cur-MNPs@GelMA 通过抑制 NF-κB 信号通路缓解炎症

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2026.177281

(本文仅供参考学习及传递微流控研究成果，版权归原作者所有，如侵犯权益，请联系删除)