【摘 要】
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随着细菌耐药性问题不断发展,临床上能有效治疗细菌感染的抗生素越来越少。为了有效治疗由多重耐药菌引起的感染并减少细菌多药耐药性的产生,非抗生素治疗细菌感染的策略不断涌现。其中一氧化氮（NO）疗法是治疗耐药细菌及其生物膜感染的一种新兴策略。根据浓度的不同,NO可以诱导生物膜扩散,增加细菌对抗生素治疗的敏感性,并通过活性氧或活性氮的形成诱导细胞损伤或细胞死亡,同时避免了细菌耐药性的产生。但是,NO的使用
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随着细菌耐药性问题不断发展,临床上能有效治疗细菌感染的抗生素越来越少。为了有效治疗由多重耐药菌引起的感染并减少细菌多药耐药性的产生,非抗生素治疗细菌感染的策略不断涌现。其中一氧化氮（NO）疗法是治疗耐药细菌及其生物膜感染的一种新兴策略。根据浓度的不同,NO可以诱导生物膜扩散,增加细菌对抗生素治疗的敏感性,并通过活性氧或活性氮的形成诱导细胞损伤或细胞死亡,同时避免了细菌耐药性的产生。但是,NO的使用受到其反应性的限制,这可能会影响NO传递到其靶点,从而导致脱靶效应。为了克服这一问题,并能够对NO的释放进行空间或时间控制,本文开发了一种新的NO释放材料作为NO供体。为了实现NO的稳定递送并持久释放,以发挥其抗菌活性,本研究基于N-羧基环内酸酐（NCA）开环聚合的方法设计合成了负载NO的聚乙二醇双取代-S-亚硝基半胱氨酸三嵌段聚合物（PCNO-b-PEG-b-PCNO）,制备出纳米粒,并对其体外释放行为、抗菌活性、生物安全性以及抗菌机制进行了研究。首先利用核磁和傅里叶红外分光光度法鉴定其聚合物的成功合成;利用透射电镜以及纳米粒度仪表征出纳米粒可形变为片状纳米聚集体、电荷由负电荷反转为轻微正电荷的性能。通过Griess-saville测定法,计算出纳米粒的NO载量高达24.07±1.2%。通过模拟药物释放内环境,得出纳米粒能够在24小时内缓慢释放出NO,延长了NO的空间储存时间,提高了其稳定性。生物相容性实验表明,即使纳米粒在最高浓度4 mg/m L下,对应负载NO为0.224μmol/m L时,人血红细胞发生溶血率也仅有5.12%;但纳米粒对293T细胞呈现浓度依赖型毒性,其原因是纳米粒在持久释放出高浓度的NO对细胞产生了毒性。抗菌实验表明,纳米粒对耐甲氧西林类金黄色葡萄球菌（MRSA）的最低抑菌浓度（MIC）是2 mg/m L,对应负载NO为0.112μmol/m L。纳米粒在4×MIC浓度下,8小时能够将MRSA全部杀死。在结晶紫半定量实验中,4×MIC浓度下,纳米粒能够有效抑制MRSA生物膜的形成,抑制率达到86%。利用流式细胞术和激光扫描共聚焦显微镜实验进一步探究了其作用机制发现:纳米粒还能通过破坏细菌细胞膜发挥其杀菌机制。综上所述,本文构建的可形变、电荷可反转的纳米粒能够增大与细菌生物膜的接触面积和贴合力,从而增加了NO的局部治疗浓度,并通过抑制细菌生物膜生成和引起细菌细胞膜裂解的双重机制来发挥杀菌作用。
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