[发明专利]一种聚轮烷结构NO供体材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种聚轮烷结构NO供体材料及其制备方法与应用。所述聚轮烷结构NO供体材料是由阳离子化的β‑环糊精分子套在哑铃状的PEG‑PPG‑PEG线型分子上形成的内锁型超分子，其中β‑环糊精分子可在PEG‑PPG‑PEG线型分子上自由滑动。该内锁型超分子作为NO供体材料可以有效抑制细菌和真菌的生长和繁殖，对常见的致病菌、皮肤癣菌、伤口感染菌等具有显著的抑制效果，并具有促进伤口愈合和消炎等功能，可应用于制备生物医药工程材料。

技术领域

本发明属于生物医学工程材料领域，具体涉及一种聚轮烷结构NO供体材料及其制备方法与应用。

背景技术

细菌对抗生素产生耐药性而对人类健康造成的危害日益增长。抗菌药物不合理的使用会导致细菌对抗菌药物敏感性减小甚至消失，使抗菌药物疗效降低甚至无效，产生细菌耐药性。细菌耐药会导致一系列严重的问题，如耐药性细菌感染患者会面临更加复杂的治疗问题，使住院时间延长病死率增加，个人和社会经济负担加大。细菌耐药性可能会导致无药可用；无药可治的多重耐药，造成传染病的疫情，威胁人类和健康和安全。2015年12月，获得诺贝尔生理医学奖的中国科学家屠呦呦在她的获奖演说中特别指出，在东南亚的大湄公河流域，青蒿素的抗药性已经产生。早在2005年，柬埔寨西部的病例首次证实了疟疾对青蒿素出现抗药性，尽管这尚未导致青蒿素治疗的完全失败，但它的确延缓了青蒿素清除病患体内的恶性疟原虫，这种原本治疗疟疾的特效药正面临失效的潜在危险。因此，细菌耐药性对人类生命健康造成了巨大威胁，寻找新型的能够克服细菌耐药性的抗菌材料，己成为目前解决细菌感染的重要途径。

近年来研究发现，一氧化氮(NO)已被证实可抑制非常广泛的致病微生物包括病毒、细菌、真菌及寄生虫等，并且因其高效抑菌及不易产生耐药性等特性，在抗菌领域显示出重要的应用前景。Lei等发现外源性NO具有分散和直接杀灭细菌的能力，是一种很有吸引力的抗菌药物并且对一系列NO供体材料进行详细分析和比较，证明NO确实是一个良好的杀菌剂(Adv.Healthcare Mater.2018,1800155)。Hasan等发现NO已经成为一种伤口愈合促进剂和一种新的抗菌药物，可以有效规避抗生素的耐药性问题(International Journal ofNanomedicine 2015:10 3065–3080)。Junghong等成功合成一种NO的释放材料，并对革兰氏阴性大肠杆菌和耐药性金黄色葡萄球菌进行了抗菌研究，结果发现该NO对抗耐药细菌感染是一个非常简单而且高效的策略(Biomaterials 34(2013)8766-8775)。

但是，目前大量的研究工作者将NO供体材料的载药量和长的释放周期作为NO抗菌剂在抗菌领域应用的突破口，从而忽略了供体材料本身所具备特殊的结构性能而带来的NO供体材料更加高效的抗菌效果。β-环糊精等环状分子和线性聚合物骨架Pluronic之间通过包合作用形成多轮烷，由于相邻β-环糊精分子之间的氢键作用以及主客体分子之间的空间匹配，从而使环糊精分子不仅可以围绕线性骨架转动，还可以沿着线状骨架移动的这一特殊功能。基于此我们设计并制备一种主体分子在客体分子上自由滑动的聚轮烷结构NO供体材料即阳离子化的β-环糊精分子套在哑铃状的Pluronic线型分子上而形成的内锁型超分子作为NO供体材料，并对其进行抗菌和伤口感染愈合方面进行研究，这对于各种细菌性疾病的治疗和人们健康水平的提高有重要的意义。

发明内容

为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种聚轮烷结构NO供体材料。该材料是由一种阳离子化的β-环糊精分子套在哑铃状的PEG-PPG-PEG线型分子上而形成的内锁型超分子作为NO供体材料(β-CD@PEG-PPG-PEG@PEHA/NONOate)，其中的主体分子在客体分子上可以自由滑动，该供体材料本身所具备特殊的结构性能能使得NO供体材料具有更高的抗菌效果。

本发明的另一目的在于提供上述一种聚轮烷结构NO供体材料的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述一种聚轮烷结构NO供体材料的应用。

本发明目的通过以下技术方案实现：