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近年来,由于抗生素的泛用和滥用,致使多重耐药菌的产生。而多重耐药菌引起的感染对人类健康造成了严重的威胁,亦给家庭及社会带来沉重的经济负担,致使抗生素的治疗大打折扣。更重要地是,抗生素的研发速度远远赶不上细菌耐药特性产生的速度。因此,多重耐药菌引起的感染导致的高死亡率已是全球公共卫生面临着严峻的挑战,迫切寻求一种有效并且不易产生耐药性的方法来替代或者辅助传统的抗生素治疗。 纳米金和纳米银均为常见的纳米材料,其中纳米银具有高效抗菌活性。抗菌肽和阳离子聚合物都具有抗菌活性,若将抗菌肽或阳离子聚合物结合在纳米材料表面,制备具有多功能的纳米复合物,使其可有效提高其抗菌活性,减少细菌抵抗。基于此,我们设计合成了几种新型功能高分子聚合物-贵金属纳米复合物,可用于细菌感染的治疗,主要创新点和研究内容如下: 1、设计、合成了一种新型的杆菌肽A和多粘菌素E功能化的纳米银,该抗菌剂具有广谱抗菌活性。通过表面固定的杆菌肽A和多粘菌素E,便于该纳米粒靶向结合于细菌表面,并穿透细菌细胞膜进入细菌内部,使其抗菌活性增加10倍,不产生细菌耐药性。该纳米复合物能够促使细菌细胞膜的瓦解和细胞质的泄露。这种抗菌剂具有良好的生物相容性,能治愈病原体细菌感染伤口,有望用于医疗器件和抗菌领域。 2、以阳离子聚合物为模板,合成了一种多位点功能高分子聚合物/银纳米抗菌复合物。该纳米复合物表面带有大量的正电荷,能够通过静电相互作用吸附在表面带负电荷的细菌表面,导致扩散进入细菌体内的能力显著增强。所制备纳米复合物具有多位点结合和协同抗菌作用,能高效杀死革兰氏阳性菌和阴性菌,并不诱导细菌耐药性的产生。通过透射电子显微镜观察发现该纳米复合物能引起细菌细胞质的泄露和混乱。抗菌机理研究证实,该纳米复合物对细菌的作用从破坏细胞膜开始,后进入细菌内部,并破坏细胞质内酶的活性,最终导致细菌的死亡。这种生物相容性良好的纳米抗菌剂能够促进细菌感染糖尿病大鼠伤口的愈合,并有望应用于其他细菌感染疾病的治疗。 3、设计、合成了阳离子聚合物稳定的纳米金作为一种多位点抑制剂对抗病原体细菌。通过可逆加成断裂链转移聚合制备阳离子聚合物,后将聚合物上的叔胺基团季胺化以提高其抗菌性。这种表面带有大量正电荷的纳米复合物极易通过静电相互作用吸附在表面带负电荷的细菌表面。该纳米复合物具有多位点抗菌效应,能快速高效地杀死革兰氏阴性菌和阳性菌。扫描电子显微镜观察其形态变化证实了该纳米复合物能引起细菌细胞膜的破损和细胞质的泄露。这种具有高效抗菌性和良好生物相容性的新型抗菌材料能够促进细菌引起的伤口愈合,有望广泛应用于生物医药领域。 4、利用原子转移自由基聚合设计合成了一种新型多价含半乳糖基聚合物,可靶向结合铜绿假单胞菌表面的半乳糖特异性凝集素,从而有效分散铜绿假单胞菌生物膜。通过等温滴定量热法证实所合成的聚合物与半乳糖特异性凝集素具有很强的亲和性。该聚合物对人的血红细胞没有毒性,可有效分散铜绿假单胞菌生物膜,为细菌感染的治疗提供了一条新途径。