基于CO和AIEgens的协同抗菌纳米平台及其制备方法和应用

本发明涉及生物医用高分子，特别涉及一种基于co和aiegens的协同抗菌纳米平台及其制备方法和应用。

背景技术：

1、多重耐药革兰阴性细菌的出现，如铜绿假单胞菌（p.aeruginosa）、大肠杆菌（e.coli）和鲍曼不动杆菌（a.baumannii），对全球公共卫生构成了重大且日益增长的挑战。这些细菌日益增加了与抗生素耐药感染相关的死亡率。这些细菌对抗生素的强大抵抗力，包括铜绿假单胞菌对多粘菌素（一种用于治疗耐药革兰阴性细菌感染的最后手段药物）的耐药性，主要归因于它们独特的外膜（om）结构。这层膜由不对称的甘油磷脂（gpl）构成的内层单分子层组成，这些gpl在维持om的结构稳定性中发挥着至关重要的作用。外层单分子层密集分布着脂多糖（lps）分子，形成了有效的渗透屏障。这种组成创造了一个强大的障碍，有效地阻止了小的疏水分子（包括广泛的临床价值抗生素）的进入。由于缺乏针对这些革兰阴性病原体的有效药物，这些细菌越来越多地与严重甚至致命的医院获得性感染相关联。这些感染涵盖了广泛的疾病，包括肺炎、腹膜炎、血流感染、伤口或手术部位感染、尿路感染，以及细菌性角膜炎。因此，全球生物医学研究界正致力于开发创新策略，有效对抗多重耐药革兰阴性细菌感染弱。

2、抗菌光动力疗法（apdt）代表了一种与传统抗生素截然不同的创新方法。它利用光敏剂（pss）在可见光或红外光照射下产生的活性氧（ros）来实现治疗效果。由于其非侵入性、精确控制、广谱抗菌活性，以及不依赖特定细菌靶点的特性，apdt在抗菌和抗生物膜应用中引起了重大关注。具有聚集诱导发光（aie）特性的光敏剂，称为aie发光体（aiegens），尤其是那些具有聚集诱导ros生成能力的aiegens，已被广泛应用于诊断和对抗革兰氏阳性细菌感染。革兰氏阳性细菌的多孔单层细胞膜有助于aiegens的有效渗透，由于细胞内产生高水平的ros，从而产生强大的杀菌作用。

3、然而，基于aiegens的apdt（aiegens-apdt）对革兰氏阴性细菌的有效性往往受到限制。这一局限性源于许多aiegens的疏水性质，它们难以穿透革兰氏阴性细菌的外膜（om），阻碍了细胞内足够ros的生成，从而影响杀菌效果。因此，迫切需要创新的治疗策略，不仅可以通过破坏om的结构稳定性和渗透性来促进aiegens的渗透，还可以与aiegens-apdt协同作用，以增强其抗菌效果。这些进展为扩大aiegens-apdt在对抗革兰氏阴性细菌感染中的应用潜力提供了巨大的可能性。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于co和aiegens的协同抗菌纳米平台及其制备方法和应用，以解决上述问题。

2、本发明的技术方案是这样实现的：一种基于co和aiegens的协同抗菌纳米平台，包括：

3、树状多肽纳米凝胶载体，其以多面体低聚倍半硅氧烷poss为核、赖氨酸为支化单元的三代赖氨酸树状大分子g3-lys，用交联剂二硫双(琥珀酰亚胺丙酸酯）dsp进行交联得到空白凝胶g3dsp；

4、其中，g3dsp的内腔负载有光敏剂aiegens和co释放供体。

5、进一步的，co释放供体为corm-401。

6、进一步的，基于co和aiegens的协同抗菌纳米平台的制备方法，包括如下步骤：

7、步骤一、以多面体低聚倍半硅氧烷poss为核、赖氨酸为支化单元的三代赖氨酸树状大分子g3-lys，用交联剂二硫双(琥珀酰亚胺丙酸酯）dsp进行交联成空白凝胶g3dsp；

8、步骤二、将100mgg3dsp溶解在10ml的水中形成g3dsp溶液；

9、步骤三、将10mgaiegens溶于1mldmso中制成aie溶液，将50mgcorm-401溶于1ml无水甲醇中制成corm-401溶液；

10、步骤四、在避光和氮气的保护下向g3dsp溶液中滴入corm-401溶液，搅拌2h后，再加入aie溶液，继续反应22h；

11、步骤五、待步骤三中溶液反应完成，将其置于透析袋中在去离子水溶液中透析24h；

12、步骤六、将步骤四所得到的溶液通过冷冻干燥得到玫瑰红色絮状固体产物aie&co@g3dsp。

13、进一步的，步骤一的具体实现步骤包括：

14、a、取1.00g，0.12mmol的g3-lys和0.10g，0.25mmol的dsp分别溶解于10ml和5ml的无水dmf中，获得g3-lys溶液和dsp溶液；

15、b、接着在搅拌条件下将dsp溶液缓慢滴加到g3-lys溶液中；

16、将步骤b得到的溶液常温搅拌，24小时后，在dmf中透析4h，随后在纯水中透析24h，接着经冷冻干燥后得到产物g3dsp。

17、进一步的，透析袋的截留分子量为1000da。

18、进一步的，提供一种基于co和aiegens的协同抗菌纳米平台在高效抗菌领域的应用。

19、本发明的有益效果为：

20、1、本申请所制备的aie&co@g3dsp可以高效渗透到细菌内部，能够对革兰氏阴性菌有特异性靶向杀伤作用；

21、2、aie&co@g3dsp具有优异的生物膜消融性能；

22、3、aie&co@g3dsp高效和安全地治疗细菌引起的体内感染同时可以促进伤口愈合；

23、4、aie&co@g3dsp具有良好的生物安全性和血液相容性。

技术特征：

1.一种基于co和aiegens的协同抗菌纳米平台的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于co和aiegens的协同抗菌纳米平台的制备方法，其特征在于，步骤一的具体实现步骤包括：

3.根据权利要求2所述的一种基于co和aiegens的协同抗菌纳米平台的制备方法，其特征在于，在步骤五中，透析袋的截留分子量为1000da。

4.一种基于co和aiegens的协同抗菌纳米平台，其特征在于，其采用权利要求1~3任一项所述的制备方法制备。

5.一种如权利要求4所述的一种基于co和aiegens的协同抗菌纳米平台在高效抗菌领域的应用。

技术总结本发明属于生物医用高分子技术领域，特别涉及一种基于CO和AIEgens的协同抗菌纳米平台，包括：树状多肽纳米凝胶载体，其以多面体低聚倍半硅氧烷POSS为核、赖氨酸为支化单元的三代赖氨酸树状大分子G3‑Lys，用交联剂二硫双(琥珀酰亚胺丙酸酯）DSP进行交联得到空白凝胶G3DSP；其中，G3DSP的内腔负载有光敏剂AIEgens和CO释放供体，本发明的有益效果为：基于CO和AIEgens的协同抗菌纳米平台构建开创了一种克服革兰氏阴性细菌outer membrane (OM)屏障的新策略，其具有优异的生物膜消融性能和良好的生物安全性和血液相容性，能够够对革兰氏阴性菌有特异性靶向杀伤作用，为对抗革兰氏阴性细菌感染提供了新的模式。技术研发人员：蔡晓军,李林,金挺,陈冬帆,卢宏杨,周强受保护的技术使用者：温州医科大学附属口腔医院技术研发日：技术公布日：2024/11/4