中國學者開發出新型抗菌共軛高分子材料

關鍵詞:共軛高分子,光動力療法,抗菌

在過去的幾十年中,抗生素在對抗病原微生物和延長人類生命方面發揮著重要的作用。然而,抗生素的過度使用導致耐藥菌株的出現,成為一個難題。消除抗生素耐藥性的威脅至關重要,迫切需要替代性抗生素治療來應對危機。為了解決這一問題,人們開發了越來越多的抗菌劑,如陽離子化合物、噬菌體、抗菌肽、抗菌聚合物等。為了避免產生耐藥性和病原體的可控殺滅,光動力療法(PDT)被開發成為一種有效的滅菌模式。在光輻照下,各種光敏劑通過敏化環境氧,可以產生對細胞和微生物有毒的活性氧物種(ROS)。因此,光敏劑的性能對PDT的作用至關重要。

近十年來,水溶性共軛聚合物(WSCP)憑藉其優異的性能,已被開發成為生物、生物醫學應用的一類優異材料,如診斷、傳感、熒光成像、藥物和基因傳遞以及抗菌等。氧分子敏化產生ROS的能力使得帶有季銨基的WSCP具有良好的抗菌性。雖然WSCP作為抗菌劑已經取得了顯著的效果,但是目前的困境是這些聚合物通常只殺死一種細菌。另外,目前國內外的研究主要集中在體外抗菌機理的探索,在體內的研究較少。鑑於此,基於共軛聚合物優異的發光和抗菌性能,設計和製備廣譜抗菌材料並在體內應用勢在必行。為了提高光穿透性和降低光毒性,具有較長波長吸收的WSCP應該是最有希望的。

近日,山西大學的Liheng Feng和江南大學的Yuehong Pang聯合研究團隊提出了一種基於共軛聚合物的廣譜抗菌劑實用策略。

中國學者開發出新型抗菌共軛高分子材料

研究人員設計、合成了三種具有不同側鏈長度的季銨基團的紅色熒光共軛聚合物(P1、P2和P3)。共軛聚合物(P3)由於具有較長的側鏈插入能力,在白光密度為25 mW·cm2和短時間(15分鐘)下,對革蘭氏陰性、革蘭氏陽性細菌和真菌都具有良好的抗菌活性。值得注意的是,對於氨苄西林抗性大腸桿菌,P3可以在光照射下、在非常低的濃度下殺死細菌,殺菌率達100%。此外,傷口癒合試驗表明,該聚合物可以方便地用於傷口消毒在體內沒有任何組織損傷。這項工作的貢獻不僅提供了一種高效和廣譜抗菌材料,而且還提供了一種多模式抗菌策略,以對抗體內細菌感染。DOI:10.1021/acsami.8b10284

中國學者開發出新型抗菌共軛高分子材料


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