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近年来,因为细菌感染的高发病率和高死亡率,其已经成为了全球最严重的健康问题之一,并引起了科学家和临床医生的持续关注。抗生素由于具有效率高、成本低等特点,其仍然是治疗细菌感染的首选策略,并在人类对抗细菌感染的过程中起着举足轻重的作用。但是,过度使用抗生素在治疗细菌感染的过程中会造成副作用同时,不可避免的将导致多重耐药细菌(MDR)的出现。尽管科学家已经研发出为数众多的新型抗生素及其制剂,多重耐药细菌的进化速度总是快于新型抗生素药剂的研发速度,这极大限制了抗生素的临床应用。另一方面,细菌在人体组织聚集后将形成一层由低渗透性胞外聚合物(EPS)构成的细菌生物膜(Biofilm)。这种细菌生物膜严重降低了抗生素对细菌的渗透能力,同时极大抑制了其治疗效果。另一方面,由于有机/无机复合纳米材料具有分散性好、生物相容性高、体内循环时间长以及具有靶向功能等优点,能够提高药物的生物利用度,增强制剂的抗细菌能力。同时,为降低化学药物的副作用,基于细菌感染部位微环境而设计的刺激响应性有机/无机复合纳米材料近年来也受到了科学家和临床医生的高度关注。基于以上考虑,开发一种疗效高、用量少、生物安全性好的抗菌制剂是解决耐药菌感染的有效方法。本论文中制备了一系列具有细菌感染微环境响应性的有机/无机复合纳米材料,并对其理化性质以及利用化学-光动力(PDT)联合手段治疗耐药菌感染进行了研究。此类材料具有生物相容性高、药物释放效率高、用量少等特点,有望成为一种高效安全的临床抗菌制剂。具体研究如下:(1)设计并制备了一种具有pH响应性电荷翻转功能的介孔二氧化硅/聚多肽纳米复合微球。首先通过三光气与N-羧基-L-谷氨酸-γ-苄酯以或N-ε-苄氧羰基-L-赖氨酸分别反应制备N-羧基-L-谷氨酸-γ-苄酯环内酸酐(BLG-NCA)和N-ε-苄氧羰基-L-赖氨酸环内酸酐(ZLL-NCA)。然后利用APTES对介孔二氧化硅微球进行改性制备氨化介孔二氧化硅微球(Meso-silica-NH2),利用Meso-silica-NH2表面氨基通过开环聚合同时引发BLG-NCA和ZLL-NCA开环聚合制备聚合物外壳介孔二氧化硅复合微球,并利用水解反应脱出保护基团制备介孔二氧化硅/多肽纳米复合微球。最终,然后通过酯化反应将阿奇霉素(AZT)键连于聚多肽外壳中,同时利用静电吸附作用将MB负载于介孔二氧化硅微球之中,制得了负载AZT和MB的pH响应性电荷翻转介孔二氧化硅/聚多肽纳米复合微球(MSPNs-AZT/MB)。通过1H-NMR、DLS、XPS、SEM、TEM、TGA 等手段对所制备的MSPNs-AZT/MB微球进行了理化性质的表征。结果表明,该MSPNs-AZT/MB微球粒径大小均匀,分散性能良好,化学结构与设计相符,有较好的热稳定性。其在正常生理pH条件下表面电荷为负,而在细菌感染部位的微酸环境下其表面电荷由负电转变为正电。这有利于MSPNs-AZT/MB微球与带负电的细菌细胞膜相结合,从而增强了纳米材料的对细菌感染部位的靶向作用。在pH和脂肪酶的刺激条件下,MSPNs-AZT/MB微球能够可控的释放出MB和AZT。通过660nm近红外光激光照射MSPNs-AZT/MB微球,所释放出的MB能够高效产生毒性单线态氧,从而有效杀灭细菌。在浮游细菌实验中,在pH 5.5和660nm近红外光激光照射条件下MSPNs-AZT/MB微球的MIC和MBC 比单一药物治疗提高四倍。在细菌生物膜实验中,与其他样品相比MSPNs-AZT/MB展现出较好的抗菌效果。同时,MSPNs-AZT/MB微球具有良好的生物相容性,当其浓度为512μg/mL AZT(16μg/mL MB)时溶血率仅为 2.62%。在浓度为 400μg/mL 时HUVEC细胞存活率为58.7%。在动物模型实验中,MSPNs-AZT/MB组相比于其他样品伤口愈合情况最佳。同时本论文中利用H&E染色和Masson染色对细菌感染部位和重要器官进行了组织学评价。通过实验结果表明,该纳米复合微球具有较好生物相容性以及化学-光动力协同抗耐药菌效果。(2)设计并制备了具有一种刺激响应性金属有机框架/多肽复合纳米材料。首先,通过封装策略,以二甲基咪唑为有机连接体和Zn(NO3)2·6H2O在常温搅拌下与环丙沙星(CIP)合成负载药物的沸石咪唑酯骨架结构材料ZIF-8-CIP。然后以丙烯胺为引发剂,引发BLG-NCA制备乙烯基封端聚谷氨酸苄酯(PBLG),并利用水解反应脱出保护基团制备乙烯基封端聚谷氨酸(PGA)。利用偶氮二异丁腈作为引发剂,EGDMA作为交联剂,利用自由基聚合反应在ZIF-8-CIP之外形成PGA交联外壳,同时利用静电吸附作用将MB负载于PGA外壳之中,形成ZIF-8/PGA-CIP/MB 复合纳米材料。利用 DLS、XPS、SEM、UV-Vis、FT-IR 等表征等手段对所制备的ZIF-8/PGA-CIP/MB进行了理化性质的表征,通过SEM的观察,复合纳米材料具有与ZIF-8相同的十二面晶体形状,并且分散性良好;同时复合纳米材料具有ZIF-8晶体结构特征,UV-Vis的表征显示了 ZIF-8/NPs-CIP-MB在277 nm(CIP)和665 nm(MB)处的紫外吸收峰,证明了药物成功装载。实验中模拟了细菌细胞环境,在不同pH和脂肪酶条件下对复合纳米材料的药物释放性能进行了研究。结果表明,在酸性条件和脂肪酶的作用下,复合纳米材料能够可控抗细菌治疗因子。综上,本课题制备的刺激响应性金属有机框架/多肽复合纳米材料具有良好的pH以及脂肪酶响应性,具有良好的细菌治疗应用前景。