苏州大学朱健教授和陈高健教授 ACS Macro Lett.：可降解的含硒聚合物作为低细胞毒性的抗菌材料

2022-11-25 来源：高分子科技

抗生素的大规模使用导致耐药性细菌不断增加，阳离子聚合物作为一种有前途的替代品，引起了人们的广泛关注。近几十年来，季铵盐化合物作为典型阳离子抗菌聚合物已经在很多材料中得到了广泛使用。然而，其较高的细胞毒性等特性限制了它们在生物体内的应用。同时，目前所使用的大多数阳离子抗菌聚合物不可降解，导致其在环境中不断积累。因此，开发具有生物相容性、高活性、低细胞毒性以及可降解的新型抗菌材料具有重要意义。

近期，苏州大学朱健教授和陈高健教授针对这一问题，利用高分子结构设计手段，设计合成了四种具有不同侧基结构的聚己内酯硒鎓盐功能聚合物，制备了可降解的阳离子抗菌材料（图1），研究了疏水链的结构以及长度对于该类聚合物抗菌活性的影响。通过优化亲水性/疏水性平衡，得到的聚硒鎓盐对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌都表现出优异的抗菌活性（图2）。

图1 单体、有机催化剂以及聚硒鎓盐的结构

图2 聚硒鎓盐的抗菌活性测试以及阳离子单体单元与脂质双分子层之间的相互作用

这四种结构的聚硒鎓盐均能够在有效杀死细菌的浓度下不伤害哺乳动物细胞，并且降解后的产物也未表现出细胞毒性（图3）。此外，作者还揭示了此类聚硒鎓盐的抗菌机制，为今后聚硒鎓盐的研究奠定了基础。最后，利用聚己内酯主链的结构特征，作者进一步通过静电纺丝的方法，制备了聚硒鎓盐掺杂量为10%的聚己内酯膜，该膜显示出良好的抗菌性能，为制备可降解的抗菌膜材料提供了一种新的方法（图4）。这些发现推动了对聚硒鎓盐这类阳离子聚合物的认识，这种新型的可生物降解的抗菌材料在作为药物输送载体和伤口敷料方面等具有潜在的应用价值。

图3 降解前后不同浓度的聚硒鎓盐对L929细胞的毒性研究

图4 静电纺丝装置图以及抗菌膜的抗菌测试

该工作以“Degradable selenium-containing polymers for low cytotoxic antibacterial materials”为题发表在《ACS Macro Lett.》上（ACS Macro Lett. 2022, 11, 1349-1354）。苏州大学硕士研究生李莹莹和马晓亮为共同一作，苏州大学朱健教授和陈高健教授为通讯作者。

原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsmacrolett.2c00537

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（责任编辑：xu）

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