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蘇州大學(xué)朱健教授和陳高健教授 ACS Macro Lett.：可降解的含硒聚合物作為低細(xì)胞毒性的抗菌材料
2022-11-25  來(lái)源：高分子科技

  抗生素的大規(guī)模使用導(dǎo)致耐藥性細(xì)菌不斷增加，陽(yáng)離子聚合物作為一種有前途的替代品，引起了人們的廣泛關(guān)注。近幾十年來(lái)，季銨鹽化合物作為典型陽(yáng)離子抗菌聚合物已經(jīng)在很多材料中得到了廣泛使用。然而，其較高的細(xì)胞毒性等特性限制了它們?cè)谏矬w內(nèi)的應(yīng)用。同時(shí)，目前所使用的大多數(shù)陽(yáng)離子抗菌聚合物不可降解，導(dǎo)致其在環(huán)境中不斷積累。因此，開(kāi)發(fā)具有生物相容性、高活性、低細(xì)胞毒性以及可降解的新型抗菌材料具有重要意義。


  近期，蘇州大學(xué)朱健教授和陳高健教授針對(duì)這一問(wèn)題，利用高分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手段，設(shè)計(jì)合成了四種具有不同側(cè)基結(jié)構(gòu)的聚己內(nèi)酯硒鎓鹽功能聚合物，制備了可降解的陽(yáng)離子抗菌材料（圖1），研究了疏水鏈的結(jié)構(gòu)以及長(zhǎng)度對(duì)于該類(lèi)聚合物抗菌活性的影響。通過(guò)優(yōu)化親水性/疏水性平衡，得到的聚硒鎓鹽對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌都表現(xiàn)出優(yōu)異的抗菌活性（圖2）。 


圖1 單體、有機(jī)催化劑以及聚硒鎓鹽的結(jié)構(gòu)


圖2 聚硒鎓鹽的抗菌活性測(cè)試以及陽(yáng)離子單體單元與脂質(zhì)雙分子層之間的相互作用


  這四種結(jié)構(gòu)的聚硒鎓鹽均能夠在有效殺死細(xì)菌的濃度下不傷害哺乳動(dòng)物細(xì)胞，并且降解后的產(chǎn)物也未表現(xiàn)出細(xì)胞毒性（圖3）。此外，作者還揭示了此類(lèi)聚硒鎓鹽的抗菌機(jī)制，為今后聚硒鎓鹽的研究奠定了基礎(chǔ)。最后，利用聚己內(nèi)酯主鏈的結(jié)構(gòu)特征，作者進(jìn)一步通過(guò)靜電紡絲的方法，制備了聚硒鎓鹽摻雜量為10%的聚己內(nèi)酯膜，該膜顯示出良好的抗菌性能，為制備可降解的抗菌膜材料提供了一種新的方法（圖4）。這些發(fā)現(xiàn)推動(dòng)了對(duì)聚硒鎓鹽這類(lèi)陽(yáng)離子聚合物的認(rèn)識(shí)，這種新型的可生物降解的抗菌材料在作為藥物輸送載體和傷口敷料方面等具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。


圖3 降解前后不同濃度的聚硒鎓鹽對(duì)L929細(xì)胞的毒性研究 


圖4 靜電紡絲裝置圖以及抗菌膜的抗菌測(cè)試


  該工作以“Degradable selenium-containing polymers for low cytotoxic antibacterial materials”為題發(fā)表在《ACS Macro Lett.》上（ACS Macro Lett. 2022, 11, 1349-1354）。蘇州大學(xué)碩士研究生李瑩瑩和馬曉亮為共同一作，蘇州大學(xué)朱健教授和陳高健教授為通訊作者。


  原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsmacrolett.2c00537

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