【摘 要】
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聚碳酸酯具有良好的生物相容性、生物可降解性以及优异的机械性能,在手术缝合、骨替代修复以及药物释放等生物医用领域得到快速发展。近年来,阳离子化的聚碳酸酯在基因治疗、抗菌等领域也展现出发展前景。但聚碳酸酯不易被功能修饰,使其阳离子功能化和结构性能的调控受到极大的限制。因此,本文以聚碳酸酯阳离子改性为主线,基于课题组前期开发的新型聚碳酸酯单体,通过开环聚合(ROP)与原子转移自由基聚合(ATRP)联合的
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聚碳酸酯具有良好的生物相容性、生物可降解性以及优异的机械性能,在手术缝合、骨替代修复以及药物释放等生物医用领域得到快速发展。近年来,阳离子化的聚碳酸酯在基因治疗、抗菌等领域也展现出发展前景。但聚碳酸酯不易被功能修饰,使其阳离子功能化和结构性能的调控受到极大的限制。因此,本文以聚碳酸酯阳离子改性为主线,基于课题组前期开发的新型聚碳酸酯单体,通过开环聚合(ROP)与原子转移自由基聚合(ATRP)联合的方法,制备了一系列梳型阳离子聚碳酸酯,并评价了抗菌和si RNA递送功能。外伤伤口暴露在外界环境下,十分容易被细菌感染,而抗生素的滥用和乱用导致了耐药菌层出不穷。高效的膜干扰类型抗菌剂由于不会引起细菌的耐药反应,被认为是解决细菌感染的最有希望的方法。因此,我们首先制备了系列新型的梳型阳离子聚碳酸酯聚乙二醇-b-聚碳酸酯-g-聚甲基丙烯酸(N,N,N-三甲基)铵基乙酯(G-CgQA-x),并对其抗菌性能、生物活性以及抑制伤口耐药菌感染功能进行了探究。研究结果表明,所合成的阳离子聚碳酸酯G-CgQA-3在64μg·m L-1浓度下即可对耐药的大肠杆菌和金黄色葡萄球菌产生98%以上的抑菌效率,而溶血率低于5%,更难能可贵的是细胞相容性好,在256μg·m L-1浓度下细胞存活率仍在90%以上。对耐万古霉素的金黄色葡萄球菌感染的小鼠伤口,用G-CgQA-3进行4天治疗后,抑菌效率达到72.5%,远高于万古霉素对照组。因此,G-CgQA-3作为新型抗菌剂在伤口感染的治疗上具有潜在的应用价值。在上述研究的基础上,我们将pH敏感的梳型阳离子聚碳酸酯与上述阳离子聚碳酸酯通过自组装的方法,制备了p H敏感的复合纳米粒(G-Cg DTx NPs)。G-Cg DT60 NPs呈现出更好的抗菌活性,在16μg·m L-1即可达到99%的抑菌效果,且对细菌和细胞具有较高的选择性杀伤能力(HC50/MIC=31.3)。更重要的是这种纳米粒还兼具si RNA递送的功能,在较低氮磷比(w/w=10)下达到73%的基因沉默效率。因此,多功能p H敏感的G-Cg DT60 NPs可用于抗菌和si RNA递送,可望为伤口感染所引起的炎性疾病和过激免疫等疾病的多途径联合治疗提供有效方法。
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