一种智能光敏抗菌水凝胶的制备及其应用研究
发布时间：2021-09-04 19:23
随着抗生素这一类药物在临床上的广泛应用,细菌出现的耐药性问题日趋严重。细菌耐药性问题的出现和耐药细菌的频繁感染给目前临床抗感染治疗带来极大的技术挑战,严重威胁到全人类健康。迫切需要我们采用一种有效并且不易产生耐药的方法来替代或者直接辅助使用传统的抗生素治疗,光动力抗菌化学疗法有望发展成为解决细菌耐药性的一种新型药物疗法。研究人员发现伤口极易受各种细菌感染,目前临床用于实时诊断伤口细菌是否感染的各种检测工具存在着工作周期长、成本高、操作繁琐等诸多问题,难以完全满足临床实时检测的需求。因此,发展快速高效的细菌检测方法对于各种致病微生物的预防与控制等方面有着重要的现实意义。本论文以铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌为模型,制备一种新型的智能伤口抗菌敷料,该伤口敷料可以实时感知致病微生物的存在以控制光敏剂的释放,并在伤口发生感染时自动提供比色反应,从而可以实现同步对致病菌的可视化检测和光敏智能抗菌的目的。论文主要研究内容如下:（1）从墨旱莲中提取到具有光敏活性的抗菌剂:2,2’:5’,2’’-三联噻吩-5-甲醛（3T-CHO）,用色氨酸改性3T-CHO,被修饰的光敏剂（3TT）最小抑菌浓度...
【文章来源】：广西大学广西壮族自治区 211工程院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光动力治疗的机理Fig.1-1Mechanismofphotodynamictherapy
广西大学硕士学位论文一种智能光敏抗菌水凝胶的制备及其应用研究8有多重耐药性的致病性革兰氏阴性生物[38]，这促使了许多新颖的方法使这些生物发生光灭活。这些方法包括：与光敏剂一起施用膜通透剂[39]，刺激细菌卟啉的内源性合成[40]，以及化学修饰为带正电荷的光敏剂的使用等[41]。卟啉是一类共轭环状化合物，其由四个吡咯类亚基的α-碳原子通过次甲基桥（=CH-）互联而形成的。由于卟啉属于刚性分子，其吸收性差、穿透能力有限、靶向性和水溶性差等，所以用不同基团修饰卟啉化合物成为目前研究热点。其中在光敏剂母体上引入糖基与多肽可以改善溶解性及靶向性的研究激发了研究者的兴趣。Driaf等[42]人用糖基修饰卟啉合成了一系列糖基卟啉，实验证明糖基接入后整个分子的水溶性得到很大提高。Dosselli等[44]研究了用阳离子抗菌肽与卟啉偶联，提高卟啉光敏抗菌剂的细菌灭活效率，实验结果表明，本身对革兰氏阴性细菌没有光活性的卟啉在与阳离子抗菌肽结合后能有效地光灭活大肠杆菌。图1-2含ZnPc-Col的水凝胶的示意图Fig.1-2SchematicrepresentationoftheZnPc-Colcontaininghydrogel血卟啉作为第一代光敏剂，而酞菁锌被发展称为第二代优秀的光敏剂，其化学性质稳定，最大吸收波长在650-700nm之间，体内清除率快，可以避免在治疗过程中患者被长时间光照的弊端。虽然酞菁锌具有很多优点，但是其水溶性弱，使其在肿瘤治疗方面受到限制。因此，改善酞箐锌水溶性，增加其吸收能力成为研究热点。邓静泽等[45]
广西大学硕士学位论文一种智能光敏抗菌水凝胶的制备及其应用研究9人将赖氨酸和酞菁锌偶合得到寡聚赖氨酸锌酞菁，利用寡聚赖氨酸的亲水性，提高了酞菁锌的水溶性。Bayat等[46]人用黏菌素(colistin)改性酞菁锌(ZnPc)，虽然被改性后的光敏剂与革兰氏阴性菌表面的相互作用增强，但是依然存在水溶性问题，因此该研究者将被改性的光敏剂掺入壳聚糖水凝胶中来克服酞菁的低溶解度问题，实验发现，与仅含有酞菁成分的水凝胶相比，带有酞菁锌-黏菌素(ZnPc-Col)的水凝胶显示出更高的光动力灭菌效果。虽然第二代光敏剂具有显著的光动力治疗效果，但是光敏药物对肿瘤细胞靶向性差等问题依然存在。为了解决这个难题，发展新一代的光敏剂成为研究者们的新思路，由此第三代光敏剂孕育而生。第三代光敏剂在第二代光敏剂的基础上连接一些具有生物靶向的小分子，这些小分子通过化学键连接在光敏剂上，使得光敏剂在肿瘤细胞中能被特异性富集，在光照后能有选择地杀死肿瘤细胞[47,48]。Battogtokh等[43]将卟啉衍生物光敏剂通过顺式-乙酰基键缀合到牛血清蛋白（BSA），然后将缀合物与聚乙烯基糖基化叶酸键合以提高靶向性，制备靶向性的卟啉衍生物具有作为治疗肿瘤药物应用于光动力疗法和癌症光诊断的潜力。图1-3卟啉衍生物被修饰的示意图Fig.1-3Schematicdiagramofmodifiedporphyrinderivatives
【参考文献】：
期刊论文
[1]2017年某医院细菌耐药性监测的分析[J]. 余建洪,张肃川,徐雪梅,华浩东,何小平. 安徽医药. 2020(03)
[2]某教学医院近5年金黄色葡萄球菌的临床分布及耐药性分析[J]. 杨媚,吴柳,刘智勇,陈鸣. 国际检验医学杂志. 2020(05)
[3]2013-2017年老年病医院金黄色葡萄球菌临床分布及耐药性分析[J]. 祝丙华,孔雨薇,张蓉,林虎,王立贵,张金萍. 中华医院感染学杂志. 2019(16)
[4]壳聚糖/姜黄素混合膜的抗菌性能研究[J]. 高孟秋,欧春艳,顾圣丹,罗小婷,周超男. 广州化工. 2019(01)
[5]水溶性寡聚赖氨酸锌酞菁的合成及其光动力学活性[J]. 邓静泽,黄明东,陈卓,张明鑫,陈锦灿,李林森. 沈阳药科大学学报. 2018(11)
[6]水溶性聚噻吩衍生物的合成、表征及细胞成像[J]. 王凤燕,晏妮,魏俊基,夏慧芸,宋莉芳,宋家乐,高莉宁,颜录科. 高等学校化学学报. 2018(11)
[7]铜绿假单胞菌群体感应系统研究进展[J]. 王珏鑫,余广超. 中国微生态学杂志. 2018(07)
[8]金丝桃素对铜绿假单胞菌的体外光动力杀菌研究[J]. 肖冬梅,周倩,黄春妮,廖凤华,利嘉林,韦君杰,张子莹,刘海波. 广西大学学报(自然科学版). 2018(03)
[9]铜绿假单胞菌医院感染及耐药性研究[J]. 郑海雅,李金美,吕雷立. 中国卫生标准管理. 2018(09)
[10]铜绿假单胞菌感染的抗菌药物治疗研究进展[J]. 金淑娟,刘泉波. 儿科药学杂志. 2018(01)
博士论文
[1]新型光敏抗菌药物的研究[D]. 赵占娟.北京协和医学院 2014
[2]卟啉光敏剂的合成、生物活性筛选与构效关系研究[D]. 孟帅.北京协和医学院 2014
硕士论文
[1]靶向光动力治疗—化疗联用抗癌药物的合成及生物活性研究[D]. 李福.福州大学 2017
[2]抗菌医用水凝胶敷料的制备及性能研究[D]. 陈会男.南京理工大学 2017
[3]从中草药中筛选多重耐药铜绿假单胞菌的群体感应抑制剂[D]. 赵弘毅.广西大学 2016
[4]阳离子卟啉光敏剂的光动力抗菌活性及作用机制研究[D]. 纪海莹.北京协和医学院 2016
[5]多聚糖医用水凝胶敷料的制备和性能研究[D]. 高欣.南京理工大学 2016
本文编号：3383863
【文章来源】：广西大学广西壮族自治区 211工程院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光动力治疗的机理Fig.1-1Mechanismofphotodynamictherapy
广西大学硕士学位论文一种智能光敏抗菌水凝胶的制备及其应用研究8有多重耐药性的致病性革兰氏阴性生物[38]，这促使了许多新颖的方法使这些生物发生光灭活。这些方法包括：与光敏剂一起施用膜通透剂[39]，刺激细菌卟啉的内源性合成[40]，以及化学修饰为带正电荷的光敏剂的使用等[41]。卟啉是一类共轭环状化合物，其由四个吡咯类亚基的α-碳原子通过次甲基桥（=CH-）互联而形成的。由于卟啉属于刚性分子，其吸收性差、穿透能力有限、靶向性和水溶性差等，所以用不同基团修饰卟啉化合物成为目前研究热点。其中在光敏剂母体上引入糖基与多肽可以改善溶解性及靶向性的研究激发了研究者的兴趣。Driaf等[42]人用糖基修饰卟啉合成了一系列糖基卟啉，实验证明糖基接入后整个分子的水溶性得到很大提高。Dosselli等[44]研究了用阳离子抗菌肽与卟啉偶联，提高卟啉光敏抗菌剂的细菌灭活效率，实验结果表明，本身对革兰氏阴性细菌没有光活性的卟啉在与阳离子抗菌肽结合后能有效地光灭活大肠杆菌。图1-2含ZnPc-Col的水凝胶的示意图Fig.1-2SchematicrepresentationoftheZnPc-Colcontaininghydrogel血卟啉作为第一代光敏剂，而酞菁锌被发展称为第二代优秀的光敏剂，其化学性质稳定，最大吸收波长在650-700nm之间，体内清除率快，可以避免在治疗过程中患者被长时间光照的弊端。虽然酞菁锌具有很多优点，但是其水溶性弱，使其在肿瘤治疗方面受到限制。因此，改善酞箐锌水溶性，增加其吸收能力成为研究热点。邓静泽等[45]
广西大学硕士学位论文一种智能光敏抗菌水凝胶的制备及其应用研究9人将赖氨酸和酞菁锌偶合得到寡聚赖氨酸锌酞菁，利用寡聚赖氨酸的亲水性，提高了酞菁锌的水溶性。Bayat等[46]人用黏菌素(colistin)改性酞菁锌(ZnPc)，虽然被改性后的光敏剂与革兰氏阴性菌表面的相互作用增强，但是依然存在水溶性问题，因此该研究者将被改性的光敏剂掺入壳聚糖水凝胶中来克服酞菁的低溶解度问题，实验发现，与仅含有酞菁成分的水凝胶相比，带有酞菁锌-黏菌素(ZnPc-Col)的水凝胶显示出更高的光动力灭菌效果。虽然第二代光敏剂具有显著的光动力治疗效果，但是光敏药物对肿瘤细胞靶向性差等问题依然存在。为了解决这个难题，发展新一代的光敏剂成为研究者们的新思路，由此第三代光敏剂孕育而生。第三代光敏剂在第二代光敏剂的基础上连接一些具有生物靶向的小分子，这些小分子通过化学键连接在光敏剂上，使得光敏剂在肿瘤细胞中能被特异性富集，在光照后能有选择地杀死肿瘤细胞[47,48]。Battogtokh等[43]将卟啉衍生物光敏剂通过顺式-乙酰基键缀合到牛血清蛋白（BSA），然后将缀合物与聚乙烯基糖基化叶酸键合以提高靶向性，制备靶向性的卟啉衍生物具有作为治疗肿瘤药物应用于光动力疗法和癌症光诊断的潜力。图1-3卟啉衍生物被修饰的示意图Fig.1-3Schematicdiagramofmodifiedporphyrinderivatives
【参考文献】：
期刊论文
[1]2017年某医院细菌耐药性监测的分析[J]. 余建洪,张肃川,徐雪梅,华浩东,何小平. 安徽医药. 2020(03)
[2]某教学医院近5年金黄色葡萄球菌的临床分布及耐药性分析[J]. 杨媚,吴柳,刘智勇,陈鸣. 国际检验医学杂志. 2020(05)
[3]2013-2017年老年病医院金黄色葡萄球菌临床分布及耐药性分析[J]. 祝丙华,孔雨薇,张蓉,林虎,王立贵,张金萍. 中华医院感染学杂志. 2019(16)
[4]壳聚糖/姜黄素混合膜的抗菌性能研究[J]. 高孟秋,欧春艳,顾圣丹,罗小婷,周超男. 广州化工. 2019(01)
[5]水溶性寡聚赖氨酸锌酞菁的合成及其光动力学活性[J]. 邓静泽,黄明东,陈卓,张明鑫,陈锦灿,李林森. 沈阳药科大学学报. 2018(11)
[6]水溶性聚噻吩衍生物的合成、表征及细胞成像[J]. 王凤燕,晏妮,魏俊基,夏慧芸,宋莉芳,宋家乐,高莉宁,颜录科. 高等学校化学学报. 2018(11)
[7]铜绿假单胞菌群体感应系统研究进展[J]. 王珏鑫,余广超. 中国微生态学杂志. 2018(07)
[8]金丝桃素对铜绿假单胞菌的体外光动力杀菌研究[J]. 肖冬梅,周倩,黄春妮,廖凤华,利嘉林,韦君杰,张子莹,刘海波. 广西大学学报(自然科学版). 2018(03)
[9]铜绿假单胞菌医院感染及耐药性研究[J]. 郑海雅,李金美,吕雷立. 中国卫生标准管理. 2018(09)
[10]铜绿假单胞菌感染的抗菌药物治疗研究进展[J]. 金淑娟,刘泉波. 儿科药学杂志. 2018(01)
博士论文
[1]新型光敏抗菌药物的研究[D]. 赵占娟.北京协和医学院 2014
[2]卟啉光敏剂的合成、生物活性筛选与构效关系研究[D]. 孟帅.北京协和医学院 2014
硕士论文
[1]靶向光动力治疗—化疗联用抗癌药物的合成及生物活性研究[D]. 李福.福州大学 2017
[2]抗菌医用水凝胶敷料的制备及性能研究[D]. 陈会男.南京理工大学 2017
[3]从中草药中筛选多重耐药铜绿假单胞菌的群体感应抑制剂[D]. 赵弘毅.广西大学 2016
[4]阳离子卟啉光敏剂的光动力抗菌活性及作用机制研究[D]. 纪海莹.北京协和医学院 2016
[5]多聚糖医用水凝胶敷料的制备和性能研究[D]. 高欣.南京理工大学 2016
本文编号：3383863
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