抗菌肽类聚合物纳米粒子的制备及其用于细菌性角膜炎的研究

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抗生素的发现与应用已经有了几十年的历史,抗生素在对抗感染性疾病方面做出了极大的贡献,然而因为抗生素的滥用,细菌的进化加快了,导致了耐药菌的出现,并且耐药率还在不断上升。新抗生素的研发速度已经赶不上了耐药菌的进化速度,新型非抗生素药物的研发已经迫在眉睫。纳米技术的发展,特别是纳米结构的粒子和制剂,为更有效地防治感染病提供了新的机会。纳米材料具有独特的物理化学性质,例如具有尺寸可调、比表面积大、反应活性高、生物相容性好、表面积功能化等特点,这些特性被应用于促进非抗生素型抗菌药物的开发,从而克服了传统抗菌疗法的局限性。此外,由于其优异的治疗效果和特殊的给药途径,这些纳米材料已成为一种创新和有前途的抗生素替代品,能够提高对致病微生物的治疗效果,并将药物的不良副作用降至最低。本文以抗菌肽为基础,制备了阳离子聚合物胶束,用于金黄色葡萄球菌的杀菌研究以及对细菌性角膜炎的干预实验。具体研究内容及结果如下:(1)抗菌肽类聚合物的合成首先使用赖氨酸苄酯和苯丙氨酸分别与三光气反应得到赖氨酸苄酯酸酐(Z-LLys-NCA)和苯丙氨酸酸酐(Phe-NCA)。通过开环聚合反应和脱保护反应最终合成了聚赖氨酸苯丙氨酸-聚苯丙氨酸(P(LLys-stat-Phe)-PPhe,缩写为PLP-b-PP),使用核磁、红外表征手段证明成功合成了目标产物。(2)抗菌胶束纳米粒子的制备合成的多肽聚合物在水中自组装制备成胶束纳米粒子,激光纳米散射仪、原子力显微镜结果表明成功制备了胶束纳米粒子。生物安全性实验结果表明胶束纳米粒子没有细胞毒性,具有良好的生物相容性。圆二色谱结果表明其是一种混合结构的多肽聚合物分子。(3)阳离子胶束纳米粒子用于体外杀菌和对细菌性角膜炎有效干预使用易引发细菌性角膜炎的金黄色葡萄球菌作为实验对象进行体外抗菌实验。结果显示胶束纳米粒子的最低抑菌浓度和最低杀菌浓度都小于细菌性角膜炎商品化药物妥布霉素滴眼液。通过荧光染色实验以及扫描电子显微镜结果表明胶束溶液作用后的细菌细胞膜结构塌陷不再完整。以上实验证明了制备的胶束纳米粒子具有良好的杀菌能力。通过建立细菌性角膜炎动物模型来验证纳米胶束的体内抗菌性能,使用商品化药物妥布霉素滴眼药作为阳性对照。通过裂隙灯观察得到在治疗周期内动物模型的光学图像,使用荧光素钠染色判断病灶深浅,使用组织切片评判病症严重程度。结果表明胶束溶液的治疗效果要优于妥布霉素滴眼液,可以对细菌性角膜炎进行有效干预。
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