[发明专利]一种可增强光动力抗菌效果的新型功能高分子材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种可增强光动力抗菌效果的新型功能高分子材料及其制备方法和应用。本发明还公开了其制备方法：将辛酰氯、支化聚乙烯亚胺以及三乙胺加入到有机溶剂中，加热反应，反应结束后经纯化得到正辛酰基修饰的支化聚乙烯亚胺。本发明公开的正辛酰基修饰的支化聚乙烯亚胺抗菌材料，其与疏水性光敏剂制备成水性分散剂表现出抗菌性能的同时，正辛酰基修饰的支化聚乙烯亚胺也与细菌表面结构具有相互作用，正辛酰基修饰的支化聚乙烯亚胺可更快地穿透具有完整表面结构的革兰氏阴性菌，可将包载有光敏剂的正辛酰基修饰的支化聚乙烯亚胺纳米粒子内包裹的光敏剂运送至细菌细胞膜附近，表现出对细菌的有效抑制作用。

技术领域

本发明涉及抗菌材料领域，具体涉及一种可增强光动力抗菌效果的新型功能高分子材料及其制备方法和应用。

背景技术

微生物是自然界生物圈的重要组成部分，其对自然环境的影响极其重大，但微生物中也包含多种对人类健康造成巨大威胁的致病细菌、真菌，然而由于一直以来疾病治疗中抗生素的滥用，使得细菌的耐药性逐年增强，细菌耐药性已成为全球性健康问题。

近年来对抗耐药性细菌的新方法探索中，人们发现抗菌光动力学疗法(PACT)在克服细菌耐药性方面具有巨大的潜力。然而，由于革兰氏阴性菌的细胞外层结构规整，因此对于各种光敏剂表现出非常强的抵抗作用，光敏剂难以穿透其细胞外层结构进入细胞内部，使得PACT对革兰氏阴性菌的治疗效率大为降低。针对此类细菌的特点，研究者们会在细菌PACT过程中使用外膜破坏剂，经常被用来增加细菌对PACT的敏感性，但是这些试剂可能会对哺乳动物细胞存在潜在的毒性或者引起组织的不良反应。因此，为解决革兰氏阴性菌对PDT的抵抗性，开发出一种安全高效、可大规模应用的PDT药剂十分有意义。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明根据脂溶性阳离子基团与革兰氏阴性细菌细胞壁的相互作用原理，设计了一种改性的支化聚乙烯亚胺的衍生物，通过将强疏水性基团正辛酰基修饰到支化聚乙烯亚胺主链，不仅赋予了聚合物在水性环境中可通过自组装形成纳米粒子，具备包载疏水性光敏剂/荧光探针的功能，还同时具备在革兰氏阴性菌细胞壁锚定的能力。对抗耐药性细菌的光动力治疗中使用本发明提及的新型功能高分子材料(正辛酰基修饰的支化聚乙烯亚胺)，极大提升PDT功效，特别是对抗耐药性革兰氏阴性菌的能力。

本发明的目的是提供的在于提供一种可增强光动力抗菌效果的新型功能高分子材料及其制备方法和应用。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种正辛酰基修饰的支化聚乙烯亚胺，其化学结构如下所示：

优选，所述的正辛酰基修饰的支化聚乙烯亚胺的重均分子量为15Kda，数均分子量为10Kda。

本发明的第二个目的是提供一种上述的正辛酰基修饰的支化聚乙烯亚胺的制备方法，包括以下步骤：将辛酰氯、支化聚乙烯亚胺以及三乙胺加入到有机溶剂中，加热反应，反应结束后经纯化得到正辛酰基修饰的支化聚乙烯亚胺。

所述的辛酰氯的结构式如下所示：

具体步骤如下：将支化聚乙烯亚胺和三乙胺溶于无水N，N二甲基甲酰胺，在搅拌下逐滴加入溶有辛酰氯的无水N，N二甲基甲酰胺溶液，滴加结束后，加热反应(于70℃反应24h)，反应结束后经纯化得到正辛酰基修饰的支化聚乙烯亚胺。

优选，所述支化聚乙烯亚胺单体单元和辛酰氯的投料摩尔比为6:1，所述辛酰氯与三乙胺的投料比为1.6:1。

优选，所述的支化聚乙烯亚胺的重均分子量为10Kda。

所述的正辛酰基修饰的支化聚乙烯亚胺纳适用于光动力抗菌治疗的新型抗菌材料的应用，用于制备负载有光敏剂的正辛酰基修饰的支化聚乙烯亚胺纳米粒子的水性分散液，可作为光动力抗菌制剂使用。