抗菌聚类肽高分子的设计合成以及性能的研究

Microbial infections represent a major problem in human health care. A critical issue is the growing number of prevalence of antibiotic-resistant infections due to the overuse and misuse of antibiotics. There is an urgent need for innovative antimicrobial treatments. More interests have been focused on the development of more effective antimicrobial agents. Broad-spectrum antimicrobial peptides are natural antimicrobial agents, which do not have a specific target in the microbes. It is the physical nature that prevents the microbes from developing resistance to the peptides. It has been reported that antimicrobial peptides can overcome bacterial resistance. We propose to prepare new class of antimicrobial polypeptoids that mimic the feature of antimicrobial peptides by ring opening polymerization of N-substituted N-carboxyanhydrides (NNCA). The relationship of structure and property will be systematically investigated. The antimicrobial process and mechanism will be further studied. We aim to create a new class of promising antimicrobial polymers with excellent properties.

有害细菌的传播和蔓延严重威胁着人类的健康，而由于对抗生素的过度使用，使得病原菌产生耐药现象，以至于有些细菌性疾病几乎没有有效的抗生素可以使用。新型抗菌剂的研究和开发正成为当今新材料研究领域的一个热点。具有广谱抗菌能力的抗菌肽是一种天然抗菌剂，其不需要与特殊位点结合，有效降低了细菌耐药性，本项目拟结合天然抗菌肽的结构特点，从单体结构的设计入手，采用活性N-羧酸酐（NNCA）开环聚合的方法合成新型的聚类肽抗菌高分子材料，全面系统的研究抗菌高分子结构与性能之间的关系，阐明聚类肽抗菌高分子的抗菌作用过程和作用机理，不断优化结构，制备性能优良的抗菌高分子。

抗生素的过度使用使得病原菌产生耐药现象，以致有些细菌性疾病几乎没有有效的抗生素可以使用。新型抗菌剂的研究和开发正成为当今新材料研究领域的一个热点。具有广谱抗菌能力的抗菌肽是一种天然抗菌剂，其不需要与特殊位点结合，有效降低了细菌耐药性，然而成本费用高，分离提纯工艺复杂。聚类肽是一类具有良好生物相容性以及潜在生物活性的高分子材料，其主链为极性的聚甘氨酸，氮原子上则连接了不同结构的侧链基团。聚类肽主链没有手性中心和强氢键相互作用，具有更好的溶解性和加工性能，不易被蛋白酶解，是一种很好的天然肽替代物。我们通过可控开环聚合和后修饰的策略构筑一系列新型仿生天然抗菌肽结构以及含硫正离子基团的抗菌聚类肽高分子材料，获得了具有优良抗菌性能的聚类肽材料。该类材料同时显示出低溶血性和良好的体外生物相容性，具有优异的抗菌选择性。进一步通过对材料抗菌性能进行系统研究，阐明抗菌机制。所制备的材料可以有效杀灭多重耐药菌MRSA，同时不会产生明显耐药性，对常规抗生素无交叉耐药性。通过给予动物细菌构建感菌动物模型，发现给药伤口消炎作用明显，具有很好的效果。进一步构筑一系列功能高分子材料，并通过引入刺激响应性基团，成功制备智能抗菌水凝胶，取得了较好的抗菌效果。这些研究结果表明所制备的抗菌聚类肽高分子作为新型抗菌剂具有较好的应用潜力，同时为设计新型抗菌材料提供积极的指导意义。