仿生抗菌水凝胶学术资讯 - 科技工作者之家

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细菌感染是临床中常见的疾病之一，特别是抗生素的滥用导致超级耐药菌的产生，严重威胁人类健康。由外科手术引起的伤口感染，会导致伤口愈合缓慢，严重时可能导致败血症，甚至危及患者生命。水凝胶作为一种高含水量的多孔材料，在细胞的3D培养、组织工程、伤口敷料等方向有着重要应用。因此，研制一种具有高抗菌效率、良好生物相容性和机械性能的抗菌水凝胶仍面临严峻的挑战。
近日，河北工业大学理学院生物物理研究所邢成芬课题组联合荷兰奈梅亨大学Rowan & Kouwer课题组通过超分子组装构建了基于螺旋聚异腈多肽（PIC）与水溶性聚噻吩衍生物（PMNT）的复合仿生抗菌水凝胶材料。该成果近期发表在Angewandte Chemie International Edition 杂志上，课题组成员袁宏博副教授为论文第一作者，邢成芬教授为论文通讯作者。
在红光照射下，PMNT/PIC复合水凝胶展现出高的活性氧ROS生成效率，并具有抗菌活性。在该体系中，PIC作为模板捕获PMNT，并将PMNT的聚噻吩骨架拉伸成高度平面、有序的构象，并且性质可调。由于PIC螺旋骨架的刚性结构，使得拉伸后的PMNT在紫外吸收光谱和荧光光谱上发生显著红移。此外，改变PIC的浓度和链长可以简单、精准地调控PMNT/PIC的光物理性质。通过部分的变性长链PIC，作者证明了PIC末端非完好螺旋的特殊结构在与PMNT的组装过程中起着重要作用。另外，PMNT/PIC复合水凝胶仍然拥有PIC水凝胶所有的力学性质，包括线性区域的硬度、凝胶温度和非线性区域的应力钢化性质，并且同时拥有了拉伸状态下PMNT光谱红移的性质。因此，通过高度有序的螺旋聚合物调节水溶性共轭聚合物的构象和组装形式，PMNT/PIC复合水凝胶在仿生材料领域具有良好的应用前景。

原文：Biomimetic Networks with Enhanced Photodynamic Antimicrobial Activity from Conjugated Polythiophene/Polyisocyanide Hybrid HydrogelsHongbo Yuan, Yong Zhan, Alan E. Rowan, Chengfen Xing*, Paul H. J. KouwerAngew. Chem. Int. Ed., 2020, 59, 2720-2728. DOI: 10.1002/anie.201910979

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