河北工大邢成芬教授課題組和寧波材料所王冰研究員課題組合作：制備出可高效抗菌的PIC/PTTP復合仿生水凝膠
仿生抗菌水凝膠由于其良好的生物相容性，在傷口愈合敷料方面具有很好的應用前景。目前，仿生抗菌水凝膠的研究集中在抗生素的負載、控釋，以及刺激響應性的水凝膠復合物的設計和制備。但是其較低的抗菌效率限制了后續的實際應用研究。
嵌膜水溶性寡聚電解質具有較低的毒性、較好的光穩定性、優異的抗菌能力以及不易引起細菌耐藥等優點，非常適合作為仿生抗菌水凝膠的抗菌成分。然而，受限于在水相體系的聚集現象，水溶性共軛小分子的單線態氧產生效率不高，且與細菌相互作用也受到影響。
為了實現具有高效抗菌活性的仿生抗菌水凝膠，河北工業大學邢成芬教授課題組和中國科學院寧波材料所王冰研究員課題組通過使用具有兩親性質的聚乙腈多肽（PIC）作為水凝膠的主要成分，通過利用水凝膠與水溶性共軛寡聚物PTTP的相互作用，來調控線形PTTP分子在水溶液中的聚集行為。PIC在提高PTTP分散能力的同時，可以提高單線態氧的產生效率，增強PTTP與細菌的相互作用，最終制備出具有高效抗菌效果的復合仿生抗菌水凝膠。
圖1. PIC/PTTP復合仿生抗菌水凝膠的作用原理，以及PTTP，PIC的化學結構式
在前期工作基礎上，由邢成芬教授，王冰研究員帶領的研究團隊研究了PTTP在水相溶液以及其他不同溶劑中的聚集行為以及活性氧產生效率，得到了其聚集行為以及聚集尺寸與活性氧產生效率的關系。利用PIC的β螺旋結構以及OEG側鏈與水溶性共軛分子之間的相互作用，實現了對PTTP聚集體聚集行為的調控。紫外可見吸收光譜、熒光發射光譜以及流式細胞分析等結果也充分證明該水凝膠體系有利于提高細菌對PTTP的攝取效率。制備的PIC/PTTP復合水凝膠對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌的光動力殺傷效果也優于PTTP本身。該方法為提高水溶性共軛體系的光動力治療效果以及設計制備高效抗菌水凝膠提供了一種簡單、高效的策略。
以上相關成果發表在ACS applied materials and interfaces。論文的第一作者為河北工業大學研究生杜長勝，目前在中國科學院化學研究所攻讀博士學位，通訊作者為河北工業大學生物物理研究所邢成芬教授，共同通訊作者為中國科學院寧波材料所王冰研究員與河北工業大學生物物理研究所高冬副教授。
原文鏈接：
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.1c06659
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