合成恒星纳米工程抗菌聚合物作为抗生物膜剂:细菌膜破坏和细胞聚合
Sophie Laroque1, Ramón Garcia Maset1,2, Alexia Hapeshi1
1Department of Chemistry, University of Warwick, Gibbet Hill Road, Coventry CV4 7AL, U.K.
Biomacromolecules
|June 10, 2023
概括
新型星级共聚合物对抗耐药细菌表现出强大的抗菌活性,为打击日益增长的抗菌耐药性提供了一个有前途的战略. 然而,需要谨慎的设计,以平衡疗效与血红相容性.
科学领域:
- 聚合物化学 聚合物化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 微生物学 微生物学
背景情况:
- 抗微生物药物耐药性 (AMR) 是一个全球卫生危机,由快速出现的多抗性细菌驱动.
- 像恒星聚合物一样,多价值聚合物架构显示出由于改善了细菌细胞膜相互作用而提高了抗菌疗效的前景.
- 两性共聚物为抗微生物应用提供可调节的特性.
研究的目的:
- 合成和评估两星共聚物及其对抗微生物活性的线性等价物.
- 调查结构-活性关系,包括单体分布,分子量和结构,对抗微生物和血液相容性质的特性.
- 评估有希望的聚合物候选物的抗菌膜潜力.
主要方法:
- 使用RAFT聚合物合成,合成基于双胞胎烯胺的恒星和线性共聚合物.
- 评估抗微生物活性对格拉姆阴性 (Pseudomonas aeruginosa) 和格拉姆阳性 (Staphylococcus aureus) 细菌.
- 使用红细胞聚合试验进行血红相容性测试.
- 电子显微镜可视化细菌细胞形态和聚合.
- 在体外抗生素片测定.
主要成果:
- 一种统计星级共聚物 (S-SP25) 与其线性对应物相比,对P. aeruginosa表现出增强的抗菌活性.
- 恒星结构诱导了细菌细胞聚合,但也增加了红细胞聚合.
- 将cationic块转移到核心减轻了细胞聚合,同时在较小的恒星共聚合物中保持了强大的抗菌活性.
- 优化的恒星共聚物表现出显著的抗菌膜特性,与强大的体外生物膜模型相比.
结论:
- 星级聚合物结构可以通过细胞聚合等机制提高抗微生物疗效,特别是对抗阴性细菌.
- 仔细的聚合物设计,特别是功能性块的定位,对于优化抗菌活性和最大限度地减少不良血红相容性影响至关重要.
- 这些恒星共聚合物代表了一类有前途的材料,用于开发抗细菌感染和生物膜的新策略.
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