离子型一氧化氮供体及一氧化氮控释用于抗菌性研究

发布时间：2020-05-09 18:20

【摘要】：近年来,随着抗生素被滥用导致细菌的耐药性增强,因此有必要开发新的产品杀死或者抑制细菌。一氧化氮(Nitric oxide,NO)是血管内皮释放的重要信号和功能分子,广泛参与调节各种生理过程。此外,NO还是一种有效的抗菌和抗病毒剂。然而,目前研究的NO供体还存在诸多不足,如生物相容性差、NO负载量低、控释缓释效果不佳等。壳聚糖基水凝胶具有良好的生物相容性、降解性及抑菌性,在组织修复和药物缓释方面都表现出了优异的性能,是一类非常有潜力的生物医用材料。3D打印是一种通过计算机辅助设计模型和计算机控制软件将材料逐层堆叠建起目标模型的技术。利用3D打印技术可以快速、精准、高效地控制模型的尺寸和内部结构,以达到药物控释的目的。同时近年来,3D打印技术与抗菌材料的结合也成为研究者们追捧的热点。因此,本文以离子型供体及3D打印技术用于达到NO缓释和控释的目的,具体研究内容分为以下两个方面:1.羧化壳聚糖交联支化聚乙烯亚胺用于NO缓释载体的制备及其抗菌性研究为了延长NO的释放和提高抗菌效果,本课题通过将羧化壳聚糖(CPCS)与支化聚乙烯亚胺(bPEI)交联形成CPCS-bPEI用作NO供体,然后在在高压反应釜中与NO反应生成CPCS-bPEI-NO。通过红外光谱(FITR)、扫描电镜(SEM)、比表面积(BET)对其进行表征。通过元素分析测定实际参与反应的摩尔比。NO的有效释放通过体外释放来确定。通过抗菌实验考察CPCS-bPEI-NO对革兰氏阴性大肠杆菌(E.coli)和革兰氏阳性金黄色葡萄球菌(S.aureus)的抗菌效果。结果表明,从CPCS-bPEI-NO中释放足够量的NO可以有效抑制E.coli和S.aureus,同时NO负载量和抗菌效果可以通过CPCS与bPEI的摩尔比进行调节,并且CPCS-bPEI-NO没有显著的细胞毒性,表明它可以作为理想的抗菌剂。2.3D打印NO供体/聚己内酯/纳米金用于NO控释及其抗菌性研究为了达到NO控释的目的,本课题引入3D打印技术通过控制样品的内部结构来控制NO的释放量和释放速率。首先合成3代的聚酰胺-胺(PAMAM),3代的PAMAM在高压反应釜中与NO反应生成PAMAM-NO,在PAMAM-NO的表面包覆聚己内酯(PCL)和金纳米粒子(AuNPs),最后通过3D打印技术控制样品PAMAM-NO/PCL/AuNPs的内部结构,从而达到控制NO的释放量和释放速率。通过核磁共振氢谱(~1H NMR),紫外(UV)和红外光谱(FI-TR)表征PAMAM和PAMAM-NO的化学结构。通过NO总量测定实验和NO控制释放实验,证实NO的释放。采用CCK-8法评价其对3T3细胞的毒性作用。通过抑菌实验和激光扫描共聚焦显微镜区分活死菌的情况观察细菌的生存力,验证PAMAM-NO/PCL/AuNPs的抗菌效果。实验结果表明,AuNPs可以控制NO的释放,样品PAMAM-NO/PCL/AuNPs释放NO的释放量和释放速率与3D打印产品的内部结构有关,从PAMAM-NO/PCL/AuNPs中释放的NO能够有效抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的增殖。这一方式为生物医疗领域靶向传递NO提供充分的依据。
【图文】：

示意图,血管舒张,示意图,抗生素

作为抗生素的代表，青霉素自发明使用以来拯救了数百万伤员。它能够杀死细菌、真菌、病毒甚至是肿瘤[1]。然而，近年来随着抗生素被滥用，会对治疗效果产生不利影响，而且会对人体产生严重的副作用，如致命的过敏反应[2]。此外，过度使用或者盲目使用抗生素会导致细菌的耐药性增加多抗生素不再能杀死细菌，世界甚至可能进入“后抗生素时代”，这无疑“恶性循环”灾难[2]。为了追求更有效的治疗药物，有必要开发能够杀死细菌的其他产品，例如活性抗生素[4]，，生物活性抗体[5]和一氧化氮（NO）究结果表明它们都能够抑制或杀死细菌。NO 是一种内源合成的气体小分子物质，存在于人体各种组织和细胞中参与调节各种生理过程[7]。Quinn[8]研究发现 NO 作为内皮衍生的松弛因几个关键作用，如调节血压[9]、加速伤口愈合[10]、介导免疫反应[11]以及在的病理过程中扮演着重要的信号分子。

离子型一氧化氮供体及一氧化氮控释用于抗菌性研究

GH/GelSNO用于抗菌Figure1-2GH/GelSNOforantibacterial
【学位授予单位】：暨南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R318.08

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