细菌通过攻击人体组织来诱发各种感染类疾病。抗生素被认为是解决感染问题的主要方案。然而,细菌耐药性和生物被膜的出现对抗生素的应用提出巨大的挑战。生物被膜的存在加剧了治疗细菌感染的难度,并诱发生物体产生复发性和慢性细菌感染。生物被膜通常由细菌分泌的胞外聚合物(EPS)和细菌本身组成,EPS的存在阻挡了抗生素的渗透和扩散,降低了抗生素的治疗效果。而将纳米技术引入生物被膜的治疗中,即通过自组装等方法将疏水性的抗生素负载进纳米粒子内部,实现药物的深层渗透和均匀分散,则可解决生selleck物被膜带来的感染问题。偶氮苯作为生物被膜微环境响应基团,可以引入纳米载体的结构中进而实现纳米载体的智能响应。因此,本文设计了一种含有偶氮苯的多嵌段阳离子聚合物m-azo Poly1。通过聚合物的亲疏水相互作用,负载疏水性抗生素利福平(Rifampicin)制备纳米药物m-azo Poly1_(Rif) NPs,并对其理化性质和抗菌性能进行研究。主要内容如下:(1)通过自由基聚合反应在交替共聚物alPR-171配制t-PTE1主链上引入疏水性偶氮苯(azo),制备出一种多嵌段聚合物m-azo PTE1。根据m-azo PTE1的结构特征,在交替共聚物alt-PTE1和alt-PTE2的主链上分别引入联苯或偶氮苯基团,设计出结构相似的多嵌段聚合物m-azo PTE2和m-BPTE1作为实验对照。通过甲基化反应制备出三种阳离子聚合物m-azo Poly1、m-azo Poly2和m-BPoly1。三种阳离子聚合物均具有较低的临界胶束浓度,可以包封疏水性抗生素Rifampicin形成纳米药物m-azo Poly1_(Rif) NPs、m-azo Poly2_(Rif) NPs和m-BPoly1_(Rif) NPs。在正常生理状态下,三种纳米药物的水合粒径约为200 nm,且具有长期稳定性。在连二亚硫酸钠(SDT)的刺激下,m-azo Poly1_(Rif) NPs和m-azo Poly2_(Rif) NPs可以释放出Rifampicin和小片段阳离子聚合物,而m-BPoly1_(Rif) NPs无法对SDT做出响应,即无法实现纳米药物的降解和药物释放。(2)生物相容性实验表明,三种纳米药物的溶血性能均大于1024μg/m L,且具有较好的细胞毒性。对大肠杆菌和铜绿假单胞菌的抗菌结果显示,以alt-Poly1为结构单元的阳离子聚合物m-azo Poly1和m-BPoly1具有很好的抗菌能力,且与Rifampicin之间存在很好的协同效果,分级抑制系数(FIC)在0.25-0.5之间。然而,以alt-Poly1为结构单元的阳离子聚合物m-azo Poly2与Rifampicin之间不存在协同抗菌。协同机理实验表明,alt-PolMED-EL SYNCHRONYy1和m-azo Poly1可以破坏细菌内外膜,且m-azo Poly1对外膜的破坏性更强。alt-Poly2和m-azo Poly2可以破坏细菌外膜,但破坏细菌内膜的能力较弱。通过m-azo Poly1与Rifampicin联合给药的方式,可以有效地抑制细菌产生耐药性。与细菌共孵育实验表明,m-azo Poly1 NPs可以对浮游细菌分泌的还原酶产生响应,m-azo Poly1 NPs的粒径从290 nm减小至240 nm,且偶氮苯的吸收强度降低10%左右。生物被膜清除实验表明,当Rifampicin浓度为32μg/m L时,m-azo Poly1_(Rif) NPs能够清除80%的生物被膜,并杀死剩余生物被膜中的细菌。然而,m-azo Poly1_(Rif) NPs和m-BPoly1_(Rif) NPs对生物被膜的清除效果不明显,且无法完全杀死生物被膜中的细菌。生物被膜渗透实验结果表明,三种纳米药物与生物被膜共孵育45 min后,纳米药物可以实现深层渗透和均匀分散。综上所述,m-azo Poly1_(Rif) NPs可以有效清除生物被膜,改善Rifampicin对生物被膜的治疗效果,提高抗生素的利用度,避免过量使用抗生素带来的耐药性和生物毒性。