河北工大邢成芬教授课题组和宁波材料所王冰研究员课题组合作：制备出可高效抗菌的PIC/PTTP复合仿生水凝胶

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仿生抗菌水凝胶由于其良好的生物相容性，在伤口愈合敷料方面具有很好的应用前景。目前，仿生抗菌水凝胶的研究集中在抗生素的负载、控释，以及刺激响应性的水凝胶复合物的设计和制备。但是其较低的抗菌效率限制了后续的实际应用研究。

嵌膜水溶性寡聚电解质具有较低的毒性、较好的光稳定性、优异的抗菌能力以及不易引起细菌耐药等优点，非常适合作为仿生抗菌水凝胶的抗菌成分。然而，受限于在水相体系的聚集现象，水溶性共轭小分子的单线态氧产生效率不高，且与细菌相互作用也受到影响。

为了实现具有高效抗菌活性的仿生抗菌水凝胶，河北工业大学邢成芬教授课题组和中国科学院宁波材料所王冰研究员课题组通过使用具有两亲性质的聚乙腈多肽（PIC）作为水凝胶的主要成分，通过利用水凝胶与水溶性共轭寡聚物PTTP的相互作用，来调控线形PTTP分子在水溶液中的聚集行为。PIC在提高PTTP分散能力的同时，可以提高单线态氧的产生效率，增强PTTP与细菌的相互作用，最终制备出具有高效抗菌效果的复合仿生抗菌水凝胶。

图1. PIC/PTTP复合仿生抗菌水凝胶的作用原理，以及PTTP，PIC的化学结构式

在前期工作基础上，由邢成芬教授，王冰研究员带领的研究团队研究了PTTP在水相溶液以及其他不同溶剂中的聚集行为以及活性氧产生效率，得到了其聚集行为以及聚集尺寸与活性氧产生效率的关系。利用PIC的β螺旋结构以及OEG侧链与水溶性共轭分子之间的相互作用，实现了对PTTP聚集体聚集行为的调控。紫外可见吸收光谱、荧光发射光谱以及流式细胞分析等结果也充分证明该水凝胶体系有利于提高细菌对PTTP的摄取效率。制备的PIC/PTTP复合水凝胶对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的光动力杀伤效果也优于PTTP本身。该方法为提高水溶性共轭体系的光动力治疗效果以及设计制备高效抗菌水凝胶提供了一种简单、高效的策略。

以上相关成果发表在ACS applied materials and interfaces。论文的第一作者为河北工业大学研究生杜长胜，目前在中国科学院化学研究所攻读博士学位，通讯作者为河北工业大学生物物理研究所邢成芬教授，共同通讯作者为中国科学院宁波材料所王冰研究员与河北工业大学生物物理研究所高冬副教授。

原文链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.1c06659

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