可降解抗菌水凝膠的合成與性能研究.pdf

1、細(xì)菌感染是生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域面臨的一個(gè)重要問題，新型抗菌材料的應(yīng)用有望解決這一問題?？咕z是一種重要的抗菌材料，在傷口敷料、醫(yī)療器械涂層、組織工程等方向有著重要應(yīng)用。目前已報(bào)道的抗菌水凝膠很難兼顧高抗菌活性、生物可降解型、生物相容性以及可注射性，很大程度上限制了其臨床應(yīng)用。本論文結(jié)合縮合聚合與巰-烯“點(diǎn)擊“反應(yīng)，設(shè)計(jì)合成了一系列具有良好生物相容性的可降解抗菌水凝膠，并可在體內(nèi)注射成型，具有良好的臨床應(yīng)用前景。
　　以寡聚乙二醇作為大

2、分子單體，通過縮合聚合法合成了可降解多官能度聚乙二醇衍生物，隨后通過活性聚合或巰-烯“點(diǎn)擊”化學(xué)將其進(jìn)行功能化，得到了主鏈為可降解的水溶性聚酯，側(cè)鏈含季銨鹽的聚合物POEGM-g-QPDMAEMA及POEGMS-QDMAEA。這兩種聚合物均具有生物可降解性，且對金黃色葡萄球菌（S.aureus，革蘭氏陽性菌）及大腸桿菌（E.coli，革蘭氏陰性菌）都具有良好的抗菌活性。
　　通過寡聚乙二醇與功能型單體的縮合聚合，可以合成可降解水溶

3、性多官能度聚乙二醇衍生物，能夠引入多個(gè)不同的官能基團(tuán)，有可能進(jìn)一步交聯(lián)反應(yīng)，得到可降解的聚乙二醇水凝膠。在上述研究成果的基礎(chǔ)上，我們采用寡聚乙二醇、富馬酰氯及十二烷基雙羥乙基甲基氯化銨進(jìn)行共縮聚反應(yīng)，合成了主鏈同時(shí)含雙鍵及季銨鹽的聚合物POEGDMAM;同時(shí)，采用三氟甲磺酸鈧催化寡聚二乙醇與硫代蘋果酸在溫和條件下的縮聚反應(yīng)，合成了含多個(gè)巰基的聚乙二醇衍生物:聚硫代蘋果酸寡聚乙二醇酯(POEGMS)。POEGDMAM和POEGMS可通過共

4、軛雙鍵與巰基的Michael加成反應(yīng)在生理?xiàng)l件下“點(diǎn)擊“凝膠化，制備可注射季銨鹽型聚乙二醇水凝膠。通過改變寡聚乙二醇與季銨鹽的摩爾比、pH值及凝膠前體濃度，可以調(diào)控水凝膠的形成時(shí)間。該類水凝膠可在9h內(nèi)達(dá)到溶脹平衡，具有較好的保水性能;這種聚乙二醇水凝膠可通過連接寡聚乙二醇單元的酯鍵水解，具有生物可降解性，能夠在30天左右完全降解。該水凝膠所含的季銨鹽基團(tuán)具有廣譜抗菌性，最低抑菌濃度(MIC)測試及抑菌圈測試表明POEGDMAM前體及水

5、凝膠對于革蘭氏陽性菌(S.aureus)及陰性菌(E.coli)均具有很好的抗菌作用，溶血實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明水凝膠的血液相容性隨季銨鹽含量的減少而提高，季銨鹽與OEG摩爾比為0.125時(shí)的水凝膠能夠兼具良好的生物相容性和顯著的抑菌效果。
　　為得到血液相容性更好的抗菌水凝膠，我們將具有良好生物相容性的胍鹽抗菌基團(tuán)引入水凝膠。采用甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)與聚六亞甲基單胍鹽酸鹽(PHMG)反應(yīng)，合成了含共軛雙鍵的聚胍水凝膠前體(PHM

6、GGMA);將其與POEGMS進(jìn)行生理?xiàng)l件下的巰-烯“點(diǎn)擊”反應(yīng)，制備了可注射的聚乙二醇-聚胍水凝膠PEG-PHMG。該水凝膠的凝膠化時(shí)間可通過凝膠前體的濃度進(jìn)行調(diào)節(jié)，且凝膠具有良好的吸水性能。SEM測試結(jié)果顯示該凝膠內(nèi)部為多孔的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);流變測試表明水凝膠的力學(xué)彈性較好，儲(chǔ)能模量可達(dá)42，400 Pa。此類水凝膠也具有可降解性，而且聚乙二醇-聚胍水凝膠也呈現(xiàn)出對S.aureus和E.coli顯著的抗菌作用，且其基本無溶血現(xiàn)象，具有