具有抗菌性能的锍鹽類陽離子聚合物及制備技術

生物、醫藥及醫療機械

【技術背景】

細菌是感染疾病和食源性疾病中常見的病原體，特別是在醫療資源匱乏和公共衛生相對差的地區，細菌感染己成為近年來主要的健康威脅之一。目前，針對細菌感染問題的主要處理方法是使用抗生素。但是，近年來由于抗生素的濫用，導致了全球范圍內細菌耐藥性的增加以及耐藥菌感染的不斷加劇。因此，開發新型高效的廣譜抗菌材料勢在必行。

抗菌材料是指其本身具有殺滅或者抑制微生物生長的材料的總稱，一般根據其結構的不同可以分為以下幾大類：無機抗菌材料、有機抗菌材料、有機無機復合抗菌材料、天然抗菌材料以及高分子抗菌材料。其中，高分子抗菌材料基于天然及有機抗菌材料進行開發，將二者優勢結合在一起，其最大的優點是分子結構的可設計性。

【痛點問題】

目前已經有研究者開始嘗試合成锍鹽聚合物并將其作為抗菌類產品使用，如Kanazaw等的合成4 -乙烯芐基四亞甲基锍四氟硼酸鹽聚合物，結果顯示該類聚合物只對金黃色葡糖球菌在內的革蘭氏陽性類細菌抗菌活性較高，而對大腸桿菌在內的革蘭氏陰性類細菌的抗菌活性較低，廣譜性較差。而Hirayama合成的三（正烷基苯基）锍鹽（TAPSs）雖然抗菌活性高，但是其急性毒性和皮膚刺激比較強。由此，合成出毒性低且具有廣譜抗菌性的锍鹽類陽離子聚合物仍是本領域所面臨的技術難題。

【解決方案】

本成果提供了一種具有抗菌性能的锍鹽類陽離子聚合物及制備技術，該類基于锍鹽的陽離子聚合物具有較低的紅細胞溶血毒性：本成果锍陽離子聚合物在濃度HC50≥5300µg/mL時，其紅細胞溶血率依舊≤50%，具有良好的生物相容性，可以達到抗菌劑使用的安全要求；具有優異的抗菌效果，殺菌速度快，抗菌效果突出。在聚合物濃度為100µg/mL時，即可對革蘭氏陽性類細菌及革蘭氏陰性類細菌均有99.9%的殺菌率，殺菌活性高，具有廣譜抗菌性能。

本成果所述锍鹽類陽離子聚合物的反應路線簡單且原料易于獲取，從抗菌性能及生物相容性來看，該類基于锍鹽的陽離子聚合物適用于食品包裝、醫療器械、玩具、家具家電、公共設施等多個領域，以減少細菌等微生物對人類造成的危害，具有較好的應用前景。