光动力抗菌高分子材料研究进展

细菌感染是目前人类面临的最为严重的健康问题之一,常规抗生素治疗面临着细菌耐药性等问题,光动力抗菌疗法因具有抗菌谱广、非侵入性以及不易引发耐药性的特点而广受关注,但传统小分子光敏剂由于水溶性较差、缺乏组织靶向性以及对正常组织细胞存在光照毒性等缺点而限制了后续的生物应用。首先介绍了光动力抗菌治疗的基本原理,然后概述了广谱性光动力抗菌高分子材料、细菌靶向性光动力高分子材料、微环境响应性光动力高分子材料这几种光动力材料的研究进展,并对每种光动力治疗材料的构建进行了简要分析,最后总结了目前构建新型聚合物基光动力抗菌材料所面临的主要问题,提出了未来构建新型光动力抗菌材料的发展方向,希望为我国光动力抗菌治疗的发展提供参考。

光动力抗菌聚合物功能化钛片用于骨科植入体抗感染

目的:评估表面修饰光动力抗菌聚合物钛片(Ti-PGMB)植入体的抗感染性能。方法:用活性氧(ROS)荧光探针验证在光照条件下Ti-PGMB植入体产生ROS,分别建立耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)生物膜模型及植入体部位感染动物模型评估Ti-PGMB抗细菌感染的效果。将小鼠随机分为钛片对照(Ti)组、Ti-PGMB无光照(Ti-PGMB-L)组和Ti-PGMB光照(Ti-PGMB+L)组,每组各10只。Ti组植入钛片,Ti-PGMB+L组和Ti-PGMB-L组植入Ti-PGMB。在植入位置接种等量MRSA细菌悬液(5×10^(7)CFU/mL),24 h后对Ti-PGMB+L组连续光照干预7 d,Ti组和Ti-PGMB-L组不进行其他干预措施。观察3组小鼠植入体部位缝合处切口恢复情况,统计干预3 d、7 d后3组小鼠植入体附近组织匀浆中MRSA数量,并通过酶联免疫吸附实验(ELISA)测定组织匀浆中炎症因子的水平,通过苏木精-伊红染色评估组织炎症感染的程度。结果:在光照条件下,Ti-PGMB植入体能够产生ROS并可消散成熟生物膜。在体内抗感染实验中,干预3d、7d后,Ti-PGMB-L组细菌存活率与Ti组(100%)比较,差异均无统计学意义(P均>0.05);而Ti-PGMB+L组干预3 d、7 d后细菌存活率与Ti组(100%)比较,差异均有统计学意义(P均<0.05)。干预7 d后,Ti-PGMB+L组组织匀浆中的白细胞介素-1β(IL-1β)、白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)炎症因子水平低于Ti-PGMB-L组和Ti组,差异均有统计学意义(P均<0.05)。结论:Ti-PGMB利用其可调控的光动力效应生成ROS,从而消杀感染性细菌及其形成的生物膜。Ti-PGMB能够抑制以MRSA为代表的植入式医疗器械感染、减少炎症反应,具有重要的临床价值。