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蘇州大學朱健教授和陳高健教授 ACS Macro Lett.：可降解的含硒聚合物作為低細胞毒性的抗菌材料

2022-11-25 來源：高分子科技

抗生素的大規模使用導致耐藥性細菌不斷增加，陽離子聚合物作為一種有前途的替代品，引起了人們的廣泛關注。近幾十年來，季銨鹽化合物作為典型陽離子抗菌聚合物已經在很多材料中得到了廣泛使用。然而，其較高的細胞毒性等特性限制了它們在生物體內的應用。同時，目前所使用的大多數陽離子抗菌聚合物不可降解，導致其在環境中不斷積累。因此，開發具有生物相容性、高活性、低細胞毒性以及可降解的新型抗菌材料具有重要意義。

近期，蘇州大學朱健教授和陳高健教授針對這一問題，利用高分子結構設計手段，設計合成了四種具有不同側基結構的聚己內酯硒鎓鹽功能聚合物，制備了可降解的陽離子抗菌材料（圖1），研究了疏水鏈的結構以及長度對于該類聚合物抗菌活性的影響。通過優化親水性/疏水性平衡，得到的聚硒鎓鹽對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌都表現出優異的抗菌活性（圖2）。

圖1 單體、有機催化劑以及聚硒鎓鹽的結構

圖2 聚硒鎓鹽的抗菌活性測試以及陽離子單體單元與脂質雙分子層之間的相互作用

這四種結構的聚硒鎓鹽均能夠在有效殺死細菌的濃度下不傷害哺乳動物細胞，并且降解后的產物也未表現出細胞毒性（圖3）。此外，作者還揭示了此類聚硒鎓鹽的抗菌機制，為今后聚硒鎓鹽的研究奠定了基礎。最后，利用聚己內酯主鏈的結構特征，作者進一步通過靜電紡絲的方法，制備了聚硒鎓鹽摻雜量為10%的聚己內酯膜，該膜顯示出良好的抗菌性能，為制備可降解的抗菌膜材料提供了一種新的方法（圖4）。這些發現推動了對聚硒鎓鹽這類陽離子聚合物的認識，這種新型的可生物降解的抗菌材料在作為藥物輸送載體和傷口敷料方面等具有潛在的應用價值。

圖3 降解前后不同濃度的聚硒鎓鹽對L929細胞的毒性研究

圖4 靜電紡絲裝置圖以及抗菌膜的抗菌測試

該工作以“Degradable selenium-containing polymers for low cytotoxic antibacterial materials”為題發表在《ACS Macro Lett.》上（ACS Macro Lett. 2022, 11, 1349-1354）。蘇州大學碩士研究生李瑩瑩和馬曉亮為共同一作，蘇州大學朱健教授和陳高健教授為通訊作者。

原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsmacrolett.2c00537

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（責任編輯：xu）

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