[发明专利]温敏抑菌阳离子树形聚合物及其制备方法

说明书

本发明涉及一种温敏抑菌阳离子树形聚合物及其制备方法。该聚合物的结构式为：；本发明采用树枝化烷氧醚作为温敏基元并借助胍基化的阳离子作为识别基元。利用烷氧醚树枝化基元的温度敏感性和良好生物相容性的特点赋予了聚合物温度响应性并降低了生物毒性；以及胍基对细菌细胞膜有较高的选择性以及对哺乳动物细胞的无毒性，增强了其诱导膜渗透致细菌细胞死亡的能力。同时使得其可以通过改变温度实现回收重复利用的功能，从而降低其使用的成本。本发明旨在实现对细菌生长过程的抑制的同时通过温度差异的方法为开发可重复利用类型的抑菌剂提供广阔前景。

技术领域

本发明涉及一类智能抗菌材料及其制备方法。特别是一种温敏抑菌阳离子树形聚合物及其制备方法。

背景技术

由耐药性细菌(如：耐甲氧西林金黄色葡萄球菌MRSA等)引起的感染病例数量正在逐年上升。据世界卫生组织(WHO)的报告证实，对常见抗生素有抗药性的病原体数量正在不断的增加，在随机选取的6个WHO成员国中有5个国家报告了有50％或更高数量的MRSA产生了耐药性。耐药病原体数量的增加导致了患者发病率升高，造成了更高的死亡率以及医疗保健系统更大的负担。因此，人们迫切需要开发出一类不产生耐药性的新型抗微生物剂，其原则上不受耐受性累积的影响，并且可以简单且廉价地生产。

天然抗菌肽(AMPs)因其有效优异的广谱抗菌活性已经成为一种新型的抗菌药物。大多数天然AMPs是具有正电荷(赖氨酸或精氨酸残基)的肽，它们的作用方式是结合细菌膜上存在的带负电荷的磷酸盐基元，然后诱导膜渗透致细胞死亡。另一方面，由于哺乳动物细胞通常在其表面具有净中性电荷的特性，因此此类天然AMPs具备对细菌细胞膜较高的选择性及对哺乳动物细胞的无毒性等特性。

虽然天然AMPs作为抗微生物剂具备巨大的潜力，但是对其进行大规模制备存在较高的难度，同时天然AMPs功能的单一性使得它们在商业应用上也存在诸多问题。正是由于这些原因，研究人员正在尝试合成聚合物模拟物来模仿AMPs结构，从而在模拟AMPs的抗菌活性和选择性的同时赋予其更多的功能性(例如：温度敏感性等)。这已经通过各种聚合物得以实现，例如聚甲基丙烯酸酯，聚醚，聚碳酸酯，聚-β-内酰胺和聚(N-异丙基丙烯酰胺)。但是这类含有氨基的阳离子AMPs模拟物在具备对菌体细胞较强杀伤力的同时也对哺乳细胞具有一定的破坏能力。因此，开发一类新型的具备对细菌细胞膜较高的选择性及对哺乳动物细胞的无毒性的AMPs模拟物，使得这类智能抗菌材料具备较高的抗菌效力、选择性和较低敏感的抗性，同时使得其可以通过简单的改变外部温度的手段实现回收重复利用的功能，从而降低其使用的成本。

发明内容

本发明的目的之一在于克服已有技术存在的缺陷，提供一种温敏抑菌阳离子树形聚合物。

本发明的目的之二在于提供该温敏抑菌阳离子树形聚合物的制备方法。采用温敏烷氧醚树枝化基元，参见W.Li,et al.Chem Commun.2008,45,5948-5950，与胍基单体进行无规共聚，得到含有胍基基元的温敏聚合物。通过对聚合物结构的改变(如：聚合物长度、疏水特性的变化等)实现抗微生物功效的调控。使本发明具有满足对临床相关病原体具有高的特异性选择性及高的抗菌活性的标准，同时发掘其通过可回收重复利用的性质来降低使用成本，使得其具备广泛的应用前景。本发明目的在于提供温敏抑菌阳离子树形聚合物及其制备方法。

为了实现以上发明目的，本发明采用下述技术方案：

本发明采用胍基单体与树枝化烷氧醚单体发生聚合反应，合成具有温度响应性的阳离子聚合物。该聚合物在相变温度以下可实现对细菌细胞膜较高的选择性粘附能力及对哺乳动物细胞的无毒性，温度上升到相变温度以上可以诱导细菌膜渗透而致细胞死亡的功能，同时也可利用该性质实现抑菌剂的回收再利用能力。

为达到上述目的，本发明采用的反应机理为：

一种温敏抑菌阳离子树形共聚物，其特征在于该聚合物的结构式为：