环状聚合物具有与线形聚合物不同的结构与性能,因而受到了广泛的关注,并在生物医学领域发挥着独特的作用。基于此,本文探究了环状拓扑结构对聚合物纳米胶束在高盐溶液和蛋白溶液中的稳定性以及对阳离子聚合物抗菌、抗生物膜性能的影响。结果表明,环状拓扑结构可以改善纳米胶束的耐盐和抗蛋白吸附性能,增强阳离子聚合物的抗菌与抗生物膜效果。此外,本文还构建了苯硼酸功能化的银纳米颗粒,通过提高银纳米颗粒的利用度,提高了其抗菌性能及其选择性。这些工作拓展了环状拓扑结构以及表面功能化在生物医学中的应用。具体的研究内容如下:一、以聚乙二醇（PEG）作为大分子引发剂,利用ε-己内酯的开环聚合,分别合成了两亲性二嵌段（PCL-PEG,聚己内酯-聚乙二醇）和三嵌段（PCL-PEG-PCL,聚己内酯-聚乙二醇-聚己内酯）共聚物。二嵌段共聚物PCL-PEG自组装形成传统胶束,而三嵌段共聚物PCL-PEG-PCL自组装成具有环状亲水性PEG外壳的花形胶束。实验结果表明,纳米胶束在盐溶液以及蛋白溶液中的稳定性与其表面的拓扑结构密切相关。花形胶束尺寸更小,组装更加紧密,可以在亲水表层形成致密的PEG网络,更好地锁住水分子。因此,花形胶束可以稳定分散在高盐浓度水溶液中,不会发生聚集。而传统胶束无法稳定分散在高盐浓度水溶液中,会因盐析效应发生聚集并导致尺寸增大。此外,花形胶束由于表面缺乏端基、PEG水化壳层十分紧密等特点,更少地吸附蛋白分子。通过表征胶束在蛋白溶液中的尺寸变化,我们发现,花形胶束可在蛋白溶液中长期稳定分散,不易产生聚集。而传统胶束会快速吸附蛋白并逐渐聚集沉淀。该方法为构建尺寸稳定的抗聚集胶束提供了一种新的思路。二、通过罗丹宁引发的阴离子开环聚合和巯基-烯点击反应成功合成了环状阳离子聚合物。同时,通过三硫代碳酸酯引发的开环聚合成功合成线形类似物。通过评估环状阳离子聚合物及其线形类似物的杀菌性能、抑菌性能、抗生物膜性能等发现,环状阳离子聚合物具有更优异的抗菌效果和抗生物膜性能。通过对阳离子聚合物的抗菌机理及环状拓扑结构的特性研究,解释了环状阳离子聚合物杀菌效果更强的原因。此外,与线形类似物相比,环状阳离子聚合物在灭杀生物膜内细菌时,表现出更强的渗透效果,其杀菌性能提升了 5-7倍,生物膜抑制性能提升了 2-3倍。伤口感染模型证实了环状阳离子聚合物在体内也具有更强的抗菌效果。该研究展现了环状拓扑结构对阳离子聚合物抗菌性能的影响,为增加抗菌药物在生物膜中的渗透提供了一种可行的策略,促进了阳离子聚合物治疗生物膜相关感染的发展。三、设计并合成了一种具有广谱抗菌活性的苯硼酸功能化银纳米颗粒（AgNPs-PBAn）。AgNPs-PBAn表面的苯硼酸基团可以与细菌表面脂多糖或磷壁酸的顺式二醇基团结合形成共价键,这种共价结合促进了 AgNPs-PBAn与细菌的相互作用,提高了纳米银的利用度,并通过破坏细菌细胞膜使纳米银（AgNPs）的抗菌效果得到较大的增强。扫描电镜图像显示,苯硼酸功能化的银纳米颗粒在细菌表面的附着远多于非功能化的AgNPs。杀菌实验显示,苯硼酸功能化的AgNPs对革兰氏阴性菌（大肠杆菌和铜绿假单胞菌）的抗菌效果是未功能化AgNPs的32倍,对革兰氏阳性菌（金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌）的抗菌效果是未功能化AgNPs的8倍。此外,AgNPs-PBAn对细菌具有较高的选择性,其IC50（对哺乳动物细胞的半抑制浓度）是MBC（最低杀菌浓度）的160倍以上。在大肠杆菌感染的小鼠伤口模型中,AgNPs-PBAn能有效杀灭细菌,并加速创面愈合。本研究表明,苯硼酸表面功能化是一种可以提高AgNPs抗菌活性和抗菌选择性的有效途径。这为设计高效、高选择性的抗菌材料提供了一种新的方法。