具有良好生物相容性和生物降解性的水凝胶是未来极有发展潜力的生物医用材料,已开始在创面敷料、药物缓释、牙龈组织再生和骨修复等领域获得应用。但现有水凝胶存在力学性能差、组织粘附性弱和容易染菌等技术缺陷,在应用时可能导致伤口感染。目前主要selleck NMR通过将粘附型水凝胶与抗生素联用来解决伤口感染问题,但抗生素滥用将带来细菌耐药性、细胞毒性和细胞亲和力差的风险。近年来,不含抗生素的新型粘附型抗菌水凝胶的研发开始受到广泛关注。与紫外光组织渗透能力不足和有潜在致癌危险、以及可见光低功率和低效率相比,近红外光由于具有生物组织穿透性良好且对组织几乎无损伤等优点而备受关注,故将近红外光引入水凝胶的协同抗菌策略能有效发挥其优点。因此,在本论文的研究中,我们设计开发了两类具备伤口敷料应用潜力的抗菌抗氧化水凝胶,其中抗菌剂释放具有p H刺激响应性,并在近红外光协同抗菌作用下,实现了高效抗菌抗炎效果,同时有望进一步降低细菌的耐药性。具体的研究内容与结果如下:1、Gel-OD-TA@Fe~(3+)水凝胶的制备与性能理想的水凝胶敷料应具备良好的生物相容性、低毒性和抗菌活性,以便Fulvestrant作用有效防止伤口感染和加快伤口愈合。我们的设计思路是以生物大分子蛋白和多糖大分子通过简便方法合成水凝胶,同时引入具有近红外光响应的非耐药性抗菌剂,从而赋予水凝胶优异抗菌活性。本章以可逆席夫碱键交联法制备了由明胶(Gel)、氧化葡聚糖(ODex)和单宁酸/铁离子螯合物(TA@Fe~(3+))组成的Gel-OD-TA@Fe~(3+)抗菌水凝胶,并对其结构、形貌和性能进行了表征和分析。通过研究表明:Gel-OD-TA@gold medicineFe~(3+)中TA的释放具有p H刺激响应性,TA释放量在偏酸性环境下的释放量明显高于中性或偏碱性环境;由于引入TA@Fe~(3+),在NIR照射下,一方面能快速吸收能量而使局部温度升高,另一方面能够促进TA的释放,实现近红外光控释效果;基于两者协同抗菌效应,Gel-OD-TA@Fe~(3+)对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的杀菌率均超过99%,还具有抗氧化和清除羟基自由基功能,可在有效防止细菌感染的同时,又可防止自由基对健康组织的损害。2、PAM/GM/Cu_2O-TA水凝胶的制备与性能研究发现TA@Fe~(3+)除了具有良好抗菌活性和优异光热转换能力外,还对常见引发剂(如APS)具有催化引发活性。因此,本章以双键化明胶(Gel MA)、丙烯酰胺(AM)、TA@Fe~(3+)和Cu_2O-TA为原料,制备了由TA@Fe~(3+)自催化引发丙烯酰胺单体聚合的高强度、粘附型抗菌水凝胶,并对其组成结构和性能进行了研究。研究结果显示:合成的Cu_2O-TA纳米粒子为球形,具有尺寸比较均匀、稳定性高的特点;PAM/GM/Cu_2O-TA水凝胶具有高效杀菌活性,其中TA和铜离子释放具有明显的p H刺激响应性;PAM/GM/Cu_2O-TA在近红外光刺激下能够触发其释放更多的TA与铜离子;由于近红外光的协同抗菌作用,抗菌效果得到进一步加强,以更低TA和Cu_2O-TA含量获得优异抗菌效果,有望降低细菌的耐药性;PAM/GM/Cu_2O-TA水凝胶还显示良好抗氧化性能,将有利于伤口处抗氧化效果。综上所述,我们通过不同制备方式构建了具有多重抗菌策略的抗菌水凝胶,引入了近红外光协同抗菌,实现了高效的杀菌和抗氧化效果,为解决伤口感染、加快伤口愈合和降低细菌的耐药性等技术瓶颈方面提供新思路和新途径。