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  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(yīng)用前景。目前，仿生抗菌水凝膠的研究集中在抗生素的負(fù)載、控釋，以及刺激響應(yīng)性的水凝膠復(fù)合物的設(shè)計(jì)和制備。但是其較低的抗菌效率限制了后續(xù)的實(shí)際應(yīng)用研究。

  嵌膜水溶性寡聚電解質(zhì)具有較低的毒性、較好的光穩(wěn)定性、優(yōu)異的抗菌能力以及不易引起細(xì)菌耐藥等優(yōu)點(diǎn)，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(xiàn)象，水溶性共軛小分子的單線態(tài)氧產(chǎn)生效率不高，且與細(xì)菌相互作用也受到影響。

  為了實(shí)現(xiàn)具有高效抗菌活性的仿生抗菌水凝膠，河北工業(yè)大學(xué)邢成芬教授課題組和中國(guó)科學(xué)院寧波材料所王冰研究員課題組通過使用具有兩親性質(zhì)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(diào)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(shí)，可以提高單線態(tài)氧的產(chǎn)生效率，增強(qiáng)PTTP與細(xì)菌的相互作用，最終制備出具有高效抗菌效果的復(fù)合仿生抗菌水凝膠。

圖1. PIC/PTTP復(fù)合仿生抗菌水凝膠的作用原理，以及PTTP，PIC的化學(xué)結(jié)構(gòu)式

  在前期工作基礎(chǔ)上，由邢成芬教授，王冰研究員帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)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(chǎn)生效率，得到了其聚集行為以及聚集尺寸與活性氧產(chǎn)生效率的關(guān)系。利用PIC的β螺旋結(jié)構(gòu)以及OEG側(cè)鏈與水溶性共軛分子之間的相互作用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)PTTP聚集體聚集行為的調(diào)控。紫外可見吸收光譜、熒光發(fā)射光譜以及流式細(xì)胞分析等結(jié)果也充分證明該水凝膠體系有利于提高細(xì)菌對(duì)PTTP的攝取效率。制備的PIC/PTTP復(fù)合水凝膠對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌的光動(dòng)力殺傷效果也優(yōu)于PTTP本身。該方法為提高水溶性共軛體系的光動(dòng)力治療效果以及設(shè)計(jì)制備高效抗菌水凝膠提供了一種簡(jiǎn)單、高效的策略。

  以上相關(guān)成果發(fā)表在ACS applied materials and interfaces。論文的第一作者為河北工業(yè)大學(xué)研究生杜長(zhǎng)勝，目前在中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所攻讀博士學(xué)位，通訊作者為河北工業(yè)大學(xué)生物物理研究所邢成芬教授，共同通訊作者為中國(guó)科學(xué)院寧波材料所王冰研究員與河北工業(yè)大學(xué)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