团队在开发基于共轭寡聚电解质的高效抗菌复合仿生水凝胶取得进展
仿生抗菌水凝胶具有良好的水分散性和生物相容性，有望成为无抗生素抗菌应用（诸如伤口治疗）中较有前景的替代品。在实际应用中，目前仿生抗菌水凝胶体系受限于较低的抗菌效率，因此相关研究策略主要集中在设计具有固有抗菌活性的水凝胶、包裹抗菌活性成分或构建刺激激活抗菌活性的水凝胶平台等研究上。
近期，中国科学院宁波材料技术与工程研究所慈溪生物医学工程研究所的王冰研究员课题组与河北工业大学邢成芬教授课题组进行了合作，提出了利用具有两亲性质的聚异氰酸酯（PIC）与水溶性共轭寡聚电解质光敏剂PTTP的非共价的组装来制备仿生抗菌水凝胶的新方法。该方法通过调节控制PTTP的聚集，提高了PTTP敏化生成单线态氧的能力以及与细菌的相互作用，实现了优异的光动力抗菌效果。
该工作中，合作团队研究了PTTP在水溶液和其他不同溶剂中的聚集行为以及活性氧的生成效率，并探讨了聚集尺寸以及活性氧生成效率之间的关系。两亲性的PIC分子具有疏水的β-螺旋结构和亲水的OEG侧链，可以调节同样具有亲疏水两亲性质的PPTP的聚集，从而提高抗菌效率。PTTP 在水溶液中聚集并与细菌作用，嵌入膜上；PIC的两亲性特性有助于在与PTTP的自组装形成PTTP/PIC水凝胶的过程中减少PTTP分子的自聚集。PTTP/PIC复合材料赋予PTTP更强的荧光发射，更高的ROS生产能力，以及更高的与细菌膜的包埋效率。因此，与PTTP的单一成分相比，PIC/PTTP仿生水凝胶的光动力抗菌治疗性能更强，对革兰氏阳性细菌金黄色葡萄球菌和革兰氏阴性细菌大肠杆菌等病原微生物的光动力杀伤效率更高。这一种简单的组装PIC和共轭寡电解质的方法，提高了抗菌仿生水凝胶光动力疗法的效率和光敏剂的生物相容性，使得设计和制备高效的抗菌水凝胶更为便捷、高效。
该工作近期以“Property Regulation of Conjugated Oligoelectrolytes with Polyisocyanide to Achieve Efficient Photodynamic Antibacterial Biomimetic Hydrogels”为题发表在ACS applied materials and interface，2021，DOI：10.1021/acsami.1c06659上。河北工业大学生物物理研究所邢成芬教授为通讯作者，中国科学院宁波材料技术与工程研究所慈溪生物医学工程研究所王冰研究员、河北工业大学生物物理研究所高冬副教授为共同通讯作者。