[发明专利]一种交替结构抗菌聚氨基酸衍生物或共聚物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种交替结构抗菌聚氨基酸衍生物或共聚物及其制备方法。该聚氨基酸衍生物或共聚物具有交替结构单元和相同的构象。交替重复结构单元中，一种为碱性氨基酸或碱性氨基酸的衍生物，通过改变另一种氨基酸的种类获得不同亲疏水性、材料强度、降解率、抗菌活性的聚氨基抗菌材料。同时，这种方法合成的聚氨基酸衍生物或共聚物在体内降解得到的小分子片段具有一样的构象，且依然为交替结构重复单元，最终被人体降解得到氨基酸小分子，该结构特征保证了这类材料的生物相容性和可降解性以及结构的明确性和可控性，有利于探索生物活性和抗菌机理。

技术领域

本发明涉及抗菌材料领域。更具体地，涉及一种交替结构抗菌聚氨基酸衍生物或共聚物及其制备方法。

背景技术

随着人们健康意识及医疗卫生水平的不断提高，人们对于抗菌材料的需求和要求也不断提高，抗菌材料除了需要具有抗菌性能，往往还需要较高的生物安全性和环境安全性，比如抗菌类医疗器械，不仅需要有效抑制细菌的生长和繁殖，还需要良好的安全性。目前大多数抗菌材料主要为可以释放抗菌金属离子的材料和季铵盐类的抗菌材料。这些材料都具有较强的抗菌性能，但由于对人体具有一定的细胞毒性，产生耐药性等缺点，急需开发出满足行业要求的抗菌材料。

抗菌肽作为一种聚氨基酸多肽，在体内能够降解为氨基酸小分子，被人体吸收或排出体外，是一种比较理想的抗菌材料，满足体内的生物相容性和可降解性。这类多肽中含有大量的碱性氨基酸，如鸟氨酸、赖氨酸、精氨酸、组氨酸，得到的聚氨基酸侧链上带有阳离子基团，如氨基或吲哚基，具有很好的抗菌效果。目前大部分的聚氨基酸都通过阴离子聚合得到两种或两种以上氨基酸重复单元组成的嵌段类共聚物，这种方法得到的聚氨基酸共聚物其任一主链上的不同片段具有不同的氨基酸重复单元排列顺序，通过添加不同的氨基酸，无法精确地调节聚氨基酸共聚物的结构，也就无法有效控制聚合物的亲疏水性、材料强度、降解速率、抗菌活性、生物安全性等性能。这类方法得到的聚氨基酸共聚物在体内或体外降解时，其降解后的片段其结构各不相同，也就无法进行其抗菌机理的探索。

发明内容

本发明通过精确调节结构得到不同性能的聚氨基酸衍生物或共聚物，设计合成了一种具有抗菌功能的聚氨基酸衍生物或共聚物材料，这种聚氨基酸衍生物或共聚物的合成是通过末端氨基上带有保护基的醛类与伯胺类、异氰酸盐类由Ugi’s 4CC法进行聚合反应以及脱保护基反应，得到结构中富含氨基的交替结构聚氨基酸衍生物或共聚物，该聚氨基酸衍生物或共聚物具有交替结构单元和相同的构象。交替重复结构单元中，一种为碱性氨基酸或碱性氨基酸的衍生物，通过改变另一种氨基酸的种类获得不同亲疏水性、材料强度、降解率、抗菌活性的聚氨基抗菌材料。同时，这种方法合成的聚氨基酸衍生物或共聚物在体内降解得到的小分子片段具有一样的构象，且依然为交替结构重复单元，最终被人体降解得到氨基酸小分子，该结构特征保证了这类材料的生物相容性和可降解性以及结构的明确性和可控性，有利于探索生物活性和抗菌机理。

本发明的一个目的在于提供一种交替结构抗菌聚氨基酸衍生物或共聚物，该聚氨基酸衍生物或共聚物具有明确可调的结构，同时具有良好的抗菌效果以及生物相容性和降解性。

本发明的另一个目的在于提供一种制备上述交替结构聚氨基酸衍生物或共聚物的方法。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

第一方面，本发明提供一种交替结构抗菌聚氨基酸衍生物或共聚物，所述聚氨基酸衍生物或共聚物具有如下结构：

简写为[AB]_n；

其中，A和B分别代表聚氨基酸衍生物或共聚物的两种重复单元；n为AB重复单元的重复单元数；n为正整数，n＝2-10000。

A、B的化学结构式分别如下：

A：B：

进一步，所述重复单元A中，R₁基团的末端含有氨基，包括但不限于以下结构：