一种葡聚糖接枝树枝状聚酰胺-胺聚合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于生物医学工程材料领域，公开了一种葡聚糖接枝树枝状聚酰胺‑胺聚合物及其制备方法和应用。所述聚合物包括以下操作步骤：(1)将叠氮乙酸溶于DMF中，然后依次加入EDC·HCl、NHS和葡聚糖在室温下反应得到叠氮化葡聚糖；(2)将含炔基的聚酰胺‑胺溶于水后，依次加入叠氮化葡聚糖、无水硫酸铜和还原剂进行加热反应得到最终产物。所得到的产物生物相容性好、表面基团丰富、易于进行化学改性；将其用于负载NO时，负载量较高，且负载的NO可以有效抑制细菌和真菌的生长和繁殖，并且在一定程度上可以消除炎症以及促进伤口的愈合，为其在制备生物医药工程材料的应用提供支持。

Dextran grafted dendrimer polyamide polymer and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种葡聚糖接枝树枝状聚酰胺-胺聚合物及其制备方法和应用
本专利技术属于生物医学工程材料领域，特别涉及一种葡聚糖接枝树枝状聚酰胺-胺聚合物及其制备方法和应用。
技术介绍
近年来由于机体免疫功能低下、严重的营养不良、大面积烧伤以及器官移植，又或者是恶性肿瘤、糖尿病、血液病引起的并发症，使得真菌感染的机率逐年上升。同时由于广谱抗生素、激素、免疫抑制剂的广泛使用，出现了多种耐药性真菌并且其数量和种类呈不断增长的趋势，相对细菌来说普遍具有交叉耐药性。尽管抗生素滥用引起的真菌耐药性并没有细菌的抗性那么大，但值得关注的是，目前针对不同真菌感染的药物依然非常有限(主要包括唑类药物、多烯类药物、核苷类药物、棘白霉素类药物)，侵袭性的真菌感染引起的死亡率更是逐年增加，这些死亡中90％是属于念珠菌属、曲霉菌属、隐球菌属、毛霉属和根霉属分类下的真菌引起的(TrendsMicrobiol2010,18:195-204)，目前新发现的侵入性病原体真菌感染已经越来越引起人们的重视。另外一种发病率高于侵入性感染的是真菌引发的皮肤或粘膜的浅层感染，通常是由毛癣菌属、表皮癣菌属或者小孢子菌属引起的(Internationaljournalofmicrobiology2012)，极大的干扰了患者的正常生活。真菌是一种与宿主具有相同细胞结构和代谢功能的真核生物，在选择治疗靶点的时候同时要考虑其对于宿主细胞的毒性，因此开发出一种新型的抗真菌制剂应用于生物医学领域是极为迫切的。临床上使用的抗真菌药物一般是通过以下四种方式致使菌体死亡的：(1)抑制真菌细胞膜中甾醇的合成(2)作用于真菌细胞壁使其不能合成或者裂解(3)干扰真菌中遗传物质核酸的生成。但是此类抗真菌药物通常会引发一系列的副反应，例如影响白细胞的整体水平和肝脏功能受损，长期使用有可能会引起血液中雄激素的减少以及肾上腺功能的损伤。而改变真菌抗性其中一个重要的途径就是抑制真菌生物膜的形成，目前已有研究发现PGE2是真菌细胞膜发育的调节因子。对于感染角质化宿主结构的皮肤癣菌属以及其他丝状真菌来说，它们可以排出亚硫酸盐作为角蛋白降解过程中的还原剂，将角蛋白中的胱氨酸直接切割成半胱氨酸和硫代硫磺。因而，亚硫酸盐转运体也可以作为潜在的抗真菌靶点。NO作为一种小的气体信号分子，目前已被证实参与了血管生成、细胞凋亡、免疫应答、神经传递和心血管稳态等多种生理过程。在体内，NO是由内源性精氨酸在一氧化氮合成酶(NOS)的催化下产生的，NO作为一种抗菌剂具有广谱活性，而对于外源性NO在生物医学中的应用主要包括治疗细菌感染和细菌粘附。NO在与氧或者活性氧中间体反应时产生很多氧化/亚硝化的活性物质，这些物质可能与微生物的蛋白质、DNA和酶发生相互作用，破坏了重要的细胞功能和结构，进而表面出良好的抗菌效能。早前已有相关实验研究证实NO还具有抗真菌的功效，NO是一种控制生物膜的气体调节剂，内源性的NO可以诱导生物膜的裂解，从而抑制真菌的感染和粘附。Gailde等设计了一种载有NO的化合物DETA-NO并且验证了该化合物对六种念珠菌都具有抑菌活性，同时该化合物与唑类抗真菌药物联用也显示出明显的协同作用(AntimicrobialAgentsandChemotherapy1998,42:2342-2346)。Weller等研究发现亚硝酸盐在酸性的环境下可以产生活性氮中间体，并且在具有一氧化氮合酶的条件下可能会生成NO分子，实验证明不同浓度的酸化亚硝酸盐对于皮肤感染的几种真菌均具有不同程度的抑制作用(JournalofAppliedMicrobiology2001,90:648-652)。尽管NO对于细菌和真菌都具有较好的抑制效果且不会产生耐药性，但NO的负载量有局限性，在体内的半衰期短，储存过程不稳定且材料的生物安全性不确定等问题，极大的限制了其在临床治疗上的应用。因此在没有添加其他还原剂的条件下，利用叠氮乙酸将葡聚糖叠氮化，与含炔基的树枝状聚酰胺-胺偶联后再负载NO生成一种生物相容性和稳定性良好的聚合物材料用于皮肤真菌感染的治疗迄今为止尚未有报道。
技术实现思路
为了解决上述现有技术当中的缺点和不足之处，本专利技术的首要目的在于提供一种葡聚糖接枝树枝状聚酰胺-胺聚合物。该聚合物的结构明确可控，具有较好的生物相容性，稳定的NO负载以及优异的抗菌性能，将会在治疗皮肤真菌感染方面显示出重要的应用前景。本专利技术另一个目的在于提供一种上述葡聚糖接枝树枝状聚酰胺-胺聚合物的制备方法。该方法首先通过取代反应合成叠氮基团修饰的葡聚糖，然后通过点击反应将叠氮基团修饰的葡聚糖与聚酰胺-胺(PAMAM)上的炔基发生偶联反应，合成得到可用作NO供体的阳离子聚合物。本专利技术另一目的在于提供上述葡聚糖接枝树枝状聚酰胺-胺聚合物在装载一氧化氮中的应用。本专利技术再一目的在于提供一种通过上述葡聚糖接枝树枝状聚酰胺-胺聚合物制备得到的负载一氧化氮的阳离子聚合物。本专利技术再一目的在于提供一种上述负载一氧化氮的阳离子聚合物的制备方法。本专利技术再一目的在于提供上述负载一氧化氮的阳离子聚合物在抗真菌方面的应用。本专利技术目的通过下述技术方法实现：一种葡聚糖接枝树枝状聚酰胺-胺聚合物，其分子式如下所示：其中，m为80～100之间的整数，n为10～20之间的整数。一种上述一种葡聚糖接枝树枝状聚酰胺-胺聚合物的制备方法，包括以下操作步骤：(1)叠氮基团修饰的葡聚糖的合成：将叠氮乙酸(N3-CH2-COOH)溶于N-N-二甲基甲酰胺(DMF)中，然后依次加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC·HCl)，N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)活化得到叠氮乙酸混合溶液；将葡聚糖溶解在水中，然后加入到上述叠氮乙酸混合溶液中进行反应，反应完成后得到叠氮化葡聚糖；(2)葡聚糖接枝树枝状聚酰胺-胺聚合物的合成将含炔基的聚酰胺-胺溶解到水中，然后依次加入步骤(1)所得叠氮化葡聚糖、无水硫酸铜和还原剂进行加热反应，反应完成后得到葡聚糖接枝树枝状聚酰胺-胺聚合物。步骤(1)中所述葡聚糖的分子量为1000～80000；步骤(1)中所述葡聚糖、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、N-羟基琥珀酰亚胺和叠氮乙酸的摩尔比为1：(1～12)：(1～12)：(1～12)；步骤(1)所述的N,N-二甲基甲酰胺的用量以每10mLN,N-二甲基甲酰胺中加入1～5g叠氮乙酸计；所述的水的用量以每10mL中加入0.1g～5g叠氮乙酸计。步骤(1)所述活化时间为30min～3h；步骤(1)所述反应为在室温下反应16～32h。步骤(1)所述反应完成后还包括将所得产物透析袋在纯水中透析2～3天，然后冷冻干燥的步骤。步骤(2)中所述含炔基的聚酰胺-胺参照中国专利授权文本CN106046382B进行制备。步骤(2)所述还原剂优选为抗坏血酸钠。步骤(2)所述叠氮化葡聚糖、含炔基的聚酰胺-胺、无水硫酸铜和还原剂的摩尔比为1：(1～1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种葡聚糖接枝树枝状聚酰胺-胺聚合物，其特征在于分子式如下所示：/n

【技术特征摘要】
1.一种葡聚糖接枝树枝状聚酰胺-胺聚合物，其特征在于分子式如下所示：



其中，m为80～100之间的整数，n为10～20之间的整数。


2.一种根据权利要求1所述的葡聚糖接枝树枝状聚酰胺-胺聚合物的制备方法，其特征在于包括以下操作步骤：
(1)叠氮基团修饰的葡聚糖的合成
将叠氮乙酸溶于N-N-二甲基甲酰胺中，然后依次加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐，N-羟基琥珀酰亚胺活化得到叠氮乙酸混合溶液；将葡聚糖溶解在水中，然后加入到上述叠氮乙酸混合溶液中进行反应，反应完成后得到叠氮化葡聚糖；
(2)葡聚糖接枝树枝状聚酰胺-胺聚合物的合成
将含炔基的聚酰胺-胺溶解到水中，然后依次加入步骤(1)所得叠氮化葡聚糖、无水硫酸铜和还原剂进行加热反应，反应完成后得到葡聚糖接枝树枝状聚酰胺-胺聚合物。


3.一种根据权利要求2所述的葡聚糖接枝树枝状聚酰胺-胺聚合物的制备方法，其特征在于：
步骤(1)中所述葡聚糖的分子量为1000～80000；
步骤(1)中所述葡聚糖、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、N-羟基琥珀酰亚胺和叠氮乙酸的摩尔比为1：(1～12)：(1～12)：(1～12)；
步骤(1)所述的N,N-二甲基甲酰胺的用量以每10mLN,N-二甲基甲酰胺中加入1～5g叠氮乙酸计；所述的水的用量以每10mL中加入0.1g～5g叠氮乙酸计。


4.一种根据权利要求2所述的葡聚糖接枝树枝状聚酰胺-胺聚合物的制备方法，其特征在于：
步骤(2)所述叠氮化葡聚糖、含炔基的聚酰胺-胺、无水硫酸铜和还原剂的摩尔比...

【专利技术属性】
技术研发人员：马栋，刘璐，胡云峰，薛巍，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：广东;44