本发明专利技术公开基于共轭聚合物/螺旋聚异腈多肽复合仿生抗菌水凝胶作为伤口敷料的应用。本发明专利技术通过构建一种基于共轭聚合物/螺旋聚异腈多肽复合仿生抗菌水凝胶，其中共轭聚合物能够与螺旋聚异腈多肽特异性组装，并导致共轭聚合物的紫外吸收和荧光光谱发生显著红移，增强共轭聚合物的单线态氧产生效率，赋予共轭聚合物和螺旋聚异腈多肽复合仿生水凝胶的抗菌能力，并将其作为伤口敷料应用于生物医药领域。
【技术实现步骤摘要】
基于共轭聚合物/螺旋聚异腈多肽复合仿生抗菌水凝胶伤口敷料的应用
本专利技术属于生物材料及医药领域，具体涉及基于共轭聚合物/螺旋聚异腈多肽复合仿生抗菌水凝胶伤口敷料的应用。
技术介绍
水凝胶是一种具有三维网络结构的新型功能高分子材料，拥有很高的含水量，在细胞三维培养和组织工程领域展现出巨大的应用前景。但是，由于水凝胶湿润的环境，在支持细胞生长的同时，也极其引起细菌感染，导致严重的后果。因此，设计、开发具有抗菌能力的仿生水凝胶在伤口敷料、医疗器械涂层以及组织工程等方向有着重要应用。光动力疗法(PDT)已被广泛用于治疗各种微生物(病原菌)感染相关的疾病。PDT具有高选择性和微创性，利用特定的激发波长照射病灶部位能够选择性地激活光敏剂，被激发的光敏剂把其发光产出的能量传递并敏化周围环境的氧气，产成具有抗菌效力的活性氧(ROS)。与传统的抗生素相比，PDT以精确性高、副作用小、微创性以及克服细菌耐药性等优点应用于科学研究和临床医学。共轭聚合物(CPs)由多个共轭的重复单元组成，具有优良的光捕获性能和信号放大效应，被广泛作为光敏剂应用于生物医药领域。因此，设计、发展具有单线态氧产生能力的仿生抗菌水凝胶在伤口敷料的应用方面具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于共轭聚合物/螺旋聚异腈多肽复合仿生抗菌水凝胶的制备及其作为伤口敷料的应用。本专利技术通过构建一种基于共轭聚合物/螺旋聚异腈多肽复合仿生抗菌水凝胶，其中共轭聚合物能够与螺旋聚异腈多肽特异性组装，并导致共轭聚合物的紫外吸收和荧光光谱发生显著红移，增强共轭聚合物的单线态氧产生效率，赋予共轭聚合物和螺旋聚异腈多肽复合仿生水凝胶的抗菌能力，并将其作为伤口敷料应用于生物医药领域。本专利技术所提供的基于共轭聚合物/螺旋聚异腈多肽的复合仿生水凝胶，由共轭聚合物与螺旋聚异腈多肽特异性组装而成，a)、所述共轭聚合物为如下式(I)所示的共轭聚合物：其中，式(I)中n＝8～50，x＝1-12，y＝1-12；具体地，n＝8-15；x＝3；y＝2；或如下式(Ⅱ)所示的共轭聚合物：其中，式(Ⅱ)中R1、R2各自独立地选自下述基团中的任意一种：-C7H15；所述式(Ⅱ)所示共轭聚合物中，具体地，或如下式(Ⅲ)所示的共轭聚合物：式(Ⅲ)中，R1、R2各自独立地选自下述基团中的任意一种：-C7H15；式(Ⅲ)所示共轭聚合物中，具体地所述R2＝-C7H15。b)、所述螺旋聚异腈多肽，其结构式如式(Ⅳ)所示：其中，式(Ⅳ)中，n＝50～5000，x＝2-4；具体地n＝200-2000；x＝3；更具体地，n＝272-1780，x＝3。所述水凝胶中，式(I)、式(Ⅱ)或式(Ⅲ)所示的共轭聚合物与式(Ⅳ)所示的螺旋聚异腈多肽的质量比可为：1：10–1:100，具体可为0.05mg：2.0mg。上述基于共轭聚合物/螺旋聚异腈多肽的复合仿生水凝胶通过包括如下步骤的方法制备得到：1)将所述共轭聚合物溶于缓冲溶液(溶液A)，使其浓度为5.0～100μM；2)在低温条件下(0-10℃)，将螺旋聚异腈多肽溶于缓冲溶液(溶液B)，使其浓度为0-10.0mg/mL(端点0不可取)；3)在低温条件下(0-10℃)，将溶液A缓慢滴入溶液B中，缓慢搅拌；4)通过紫外分光光度计测定上述步骤3)样品的吸收光谱，当红移的两个新的吸收峰值不再增加时，停止加入溶液A，并在冰上孵育2-10分钟，使得所述共轭聚合物与所述螺旋聚异腈多肽发生组装，即得。上述方法步骤4)中，溶液A中共轭聚合物与溶液B中螺旋聚异腈多肽的质量比可为：1:10–1:100，具体可为0.05mg：2.0mg。本专利技术的另一目的是提供上述基于共轭聚合物/螺旋聚异腈多肽的复合仿生水凝胶作为伤口敷料的应用。本专利技术还提供由上述基于共轭聚合物/螺旋聚异腈多肽的复合仿生水凝胶制备的伤口敷料的使用方法。本专利技术所提供的伤口敷料的使用方法，为：将基于共轭聚合物/螺旋聚异腈多肽的复合仿生水凝胶涂布于伤口处，用红光光源照射，即可。其中，所述红外光源为发射波长为300-1000nm的光源。本专利技术的实质性特点为：基于螺旋聚异腈多肽，构建了一种调控共轭聚合物骨架构象的组装体系。在该体系中，螺旋聚异腈多肽作为模板与共轭聚合物结合，并将其刚性的结构传递与共轭聚合物，使得共轭聚合物骨架形成高度平面、有序的构象，从而导致共轭聚合物的紫外和荧光光谱均发生显著红移。通过改变螺旋聚异腈多肽的链长，能够进一步调控螺旋聚异腈多肽与共轭聚合物组装体中聚合物骨架的构象。此外，基于其组装体光谱红移的特点，增强了共轭聚合物在光照射下单线态氧的产生效率，从而赋予共轭聚合物和螺旋聚异腈多肽的复合仿生水凝胶的抗菌功能。本专利技术的有益效果为：利用螺旋聚异腈多肽刚性的螺旋结构，共轭聚合物通过疏水和静电相互作用插入到螺旋聚异腈多肽的末端螺旋中，致使共轭聚合物骨架形成高度平面、有序的构象，使其紫外吸收发生红移。因此，与单独的共轭聚合物相比，在红外光的照射下，螺旋聚异腈多肽与共轭聚合物组装体能够产生更多的单线态氧，从而具有较高的抗菌活性。此外，螺旋聚异腈多肽与共轭聚合物复合仿生水凝胶仍然具有较好的凝胶性能，包括线性区域的温敏特性和非线性区域应力刚化特性，具有机械响应的仿生特点。因此，螺旋聚异腈多肽与共轭聚合物复合仿生抗菌水凝胶作为伤口敷料能够防止皮肤创伤的感染并促进伤口愈合。附图说明图1为本专利技术实施例1中螺旋聚异腈多肽和阳离子聚噻吩复合仿生水凝胶在光照和不光照条件下的抗菌效率。图2为本专利技术实施例2不同条件下，NIH3T3成纤维细胞在共轭聚合物/螺旋聚异腈多肽复合水凝胶里的增殖情况。图3为本专利技术实施例3将螺旋聚异腈多肽和阳离子聚噻吩复合仿生抗菌水凝胶用于伤口敷料，防止创伤部位的感染，进而促进伤口愈合的效果图。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术进行说明，但本专利技术并不局限于此。下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法；下述实施例中所用的试剂、材料等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。下述实施例中所使用的阳离子聚噻吩具体为：所述n＝8-15；x＝3；y＝2。缩写为PMNT，其结构如式(Ⅴ)所示：式(Ⅴ)化合物是按照包括下述步骤的方法制备得到的：在反应瓶中依次加入20mL氯仿,无水三氯化铁(100mg,0.8mmol)，通半小时N2，然后滴加单体((3-(4′-甲基-3′-噻吩氧基)丙氧基三乙基溴化铵，商业购买)200mg,0.8mmol的氯仿溶液，在室温条件下反应48小时。减压除去氯仿，抽滤，甲醇洗涤3次，得到的固体用丙酮溶解，然后加入过量的氯化四丁基铵，生成红色沉淀。将沉淀过滤，滤饼再用甲醇溶解，加5-6滴水合肼，将Fe3+脱保护，溶液旋干，得到的固体加少量氯化四丁基铵饱和丙酮溶液洗本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于共轭聚合物/螺旋聚异腈多肽的复合仿生水凝胶，由共轭聚合物与螺旋聚异腈多肽特异性组装而成，/na)、所述共轭聚合物为如下式(I)所示的共轭聚合物：/n
【技术特征摘要】
1.一种基于共轭聚合物/螺旋聚异腈多肽的复合仿生水凝胶，由共轭聚合物与螺旋聚异腈多肽特异性组装而成，
a)、所述共轭聚合物为如下式(I)所示的共轭聚合物：
其中，式(I)中n＝8～50，x＝1-12，y＝1-12；
或如下式(Ⅱ)所示的共轭聚合物：
其中，式(Ⅱ)中R1、R2各自独立地选自下述基团中的任意一种：
-C7H15；
或如下式(Ⅲ)所示的共轭聚合物：
式(Ⅲ)中，R1、R2各自独立地选自下述基团中的任意一种：
-C7H15；
b)、所述螺旋聚异腈多肽，其结构式如式(Ⅳ)所示：
其中，式(Ⅳ)中，n＝50～5000，x＝2-4。
2.根据权利要求1所述的复合仿生水凝胶，其特征在于：所述水凝胶中，式(I)、式(Ⅱ)或式(Ⅲ)所示的共轭聚合物与式(Ⅳ)所示的螺旋聚异腈多肽的质量比为：1：10–1:100。
3.制备权利要求1或2中所述基于共轭聚合物/螺旋聚异腈多肽的复合仿生水凝胶的方法，包括如下步骤...
【专利技术属性】
技术研发人员：邢成芬，袁宏博，曹展硕，展永，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：天津;12
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