含阳离子聚合物的水凝胶敷料制备及在MRSA感染创面的一体化治疗

创面细菌感染是常见的慢性伤口并发症,除了给病人造成痛苦与不适外,还有可能会引起脓毒血症和感染性休克,严重甚至会引起死亡。细菌感染已经成为2020年仅次于心脏病的全球第二大致人死亡原因。据统计,2020年有800万例死亡与33种常见细菌感染有关。近年来由于含阳离子聚合物的抗菌水凝胶敷料具有高效抗菌、降低诱导产生新型耐药细菌的风险及生物相容性好等优势,受到人们愈来愈多的关注。但是由于伤口创面愈合机制的阶段性和复杂性,仅靠阳离子聚合物水凝胶的抗菌作用介导感染创面愈合难以满足实际临床中的需求。近年来,随着多功能敷料理念的提出,研制具有止血、多重抗菌机制协同作用、调节炎症、促进血管新生等多功能敷料有望实现一体化感染创面治疗的需求。因此,本论文依据该领域的研究现状及发展趋势,设计合成了两种多功能抗菌水凝胶敷料:(1)具有抗耐药细菌,介导创面水合作用的PAA-MBAA@h-PAMAM水凝胶;(2)具有止血、抗耐药细菌、炎症调节作用及促进血管新生的HEA-HAMA-h-PAMAM多功能水凝胶敷料,通过对创面愈合不同阶段的调节功能,实现对耐甲氧西林金色葡萄球菌(Methicillin-resistant Staphylococcus aureus,MRSA)感染创面的一体化治疗。具体的研究内容及结果如下:(1)首先,为解决高代数的阳离子树突状大分子单独应用下固有生物毒性问题,我们将合成的阳离子树突状聚合物抗菌剂(h-PAMAM)包封在PAA-MBAA水凝胶中,构造了阳离子聚合物药物递送体系PAA-MBAA@h-PAMAM。实验结果显示,该体系可以有效降低阳离子树突状大分子生物毒性问题,同时对MRSA耐药细菌具有良好的杀菌作用;体内实验结果表明该体系可以有效缓解创面炎症,促进创面愈合。(2)现有并广泛应用的商业化水凝胶敷料功能单一,大多只能调节伤口愈合的一两个特定阶段,无法在伤口各个愈合阶段均发挥调节作用。为解决该问题,我们在上一章基础上制备了一种多功能阳离子水凝胶,通过酶促氧化偶联反应在短时间内大量产生羟基自由基(·OH)作为引发剂,将甲基丙烯酰化透明质酸fine-needle aspiration biopsy修饰的h-PAMAM作为大分子交联剂,与甲基丙烯酸羟乙酯(HEA)共聚制备一种新型的含有阳离子聚合物水凝胶的多功能敷料HEA-HAMA-h-PAMAM。其中生物引发系统能够在短时间内产生H_2O_2和·OH,通过创面快速原位聚合成型起到屏障作用,实现良好的止血功能。H_2O_2和·OH还可以与h-PAMAM通过多重抗菌机制协同作用,高效杀灭耐药细菌,并能避免耐药细菌的产生,同时起到了缓解创面炎症,促进血管新生的作用。透明质酸具有调节细胞渗透压、促Alisertib溶解度进细胞修复D-Lin-MC3-DMA体内实验剂量的重要生理功能。制备的HEA-HAMA-h-PAMAM在伤口愈合的不同阶段均有调节作用,可以实现MRSA感染创面的一体化治疗,全面促进伤口愈合。本论文基于高分子化学与物理,病理生理学以及生命科学等多学科交叉研究,通过含阳离子树突状大分子水凝胶材料的设计与合成,实现了耐药细菌感染创面的多通路管理,为在临床采用新型多功能抗菌水凝胶敷料治疗慢性感染性伤口提供了理论依据和实验基础。