【所属领域】

生物医药

【技术背景】

细菌是感染疾病和食源性疾病中常见的病原体，特别是在医疗资源匮乏和公共卫生相对差的地区，细菌感染己成为近年来主要的健康威胁之一。目前，针对细菌感染问题的主要处理方法是使用抗生素。但是，近年来由于抗生素的滥用，导致了全球范围内细菌耐药性的增加以及耐药菌感染的不断加剧。因此，开发新型高效的广谱抗菌材料势在必行。

抗菌材料是指其本身具有杀灭或者抑制微生物生长的材料的总称，一般根据其结构的不同可以分为以下几大类：无机抗菌材料、有机抗菌材料、有机无机复合抗菌材料、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机抗菌材料进行开发，将二者优势结合在一起，其最大的优点是分子结构的可设计性。

【痛点问题】

目前已经有研究者开始尝试合成锍盐聚合物并将其作为抗菌类产品使用，如Kanazaw等的合成4 -乙烯苄基四亚甲基锍四氟硼酸盐聚合物，结果显示该类聚合物只对金黄色葡糖球菌在内的革兰氏阳性类细菌抗菌活性较高，而对大肠杆菌在内的革兰氏阴性类细菌的抗菌活性较低，广谱性较差。而Hirayama合成的三（正烷基苯基）锍盐（TAPSs）虽然抗菌活性高，但是其急性毒性和皮肤刺激比较强。由此，合成出毒性低且具有广谱抗菌性的锍盐类阳离子聚合物仍是本领域所面临的技术难题。

【解决方案】

本成果提供了一种具有抗菌性能的锍盐类阳离子聚合物及制备技术，该类基于锍盐的阳离子聚合物具有较低的红细胞溶血毒性：本成果锍阳离子聚合物在浓度HC50≥5300 µg/mL时，其红细胞溶血率依旧≤50%，具有良好的生物相容性，可以达到抗菌剂使用的安全要求；具有优异的抗菌效果，杀菌速度快，抗菌效果突出。在聚合物浓度为100 µg/mL时，即可对革兰氏阳性类细菌及革兰氏阴性类细菌均有99.9%的杀菌率，杀菌活性高，具有广谱抗菌性能。

一种锍盐类阳离子聚合物，包括式Ⅰ所示的重复单元：

所述式Ⅰ中，Rx选自碳原子数为4∼10的烷基、-C2H4-O-C2H4-O-C2H4-、-(C2H4-O)d-C2H4或-CH2-CH(OH)-(Rm)a-CH(OH)-CH2-中的一种，其中，d为1∼9的整数，Rm为碳原子数为2∼10的烷基，a为0或1；

Ry选自碳原子数为4∼10的烷基、-C3H6-O-C2H4-O-C3H6-、-CH2-CH(OH)-CH2-(O-C2H4)b-O-CH2-CH(OH)-CH2-、-CH2-CH(OH)-CH2-O-Rn-O-CH2-CH(OH)-CH2-或-CH2-CH(OH)-(Rf)p-CH(OH)-CH2-中的一种，其中，b为1∼9的整数，Rn为碳原子数为2∼10的烷基，Rf为碳原子数为2∼10的烷基，p为0或1。

本实验中，将红细胞溶血率≤50%的最高聚合物浓度定义为HC50，红细胞溶血率与聚合物生物相容性成反比，即红细胞溶血率越低则聚合物的生物相容性越好，表明毒性越低。

本实验中，MIC90代表抑菌率≥90%时的最低聚合物浓度，MBC代表抑菌率≥99.9%（无活菌落）的最低聚合物浓度。

【应用场景】

本成果所述锍盐类阳离子聚合物的反应路线简单且原料易于获取，从抗菌性能及生物相容性来看，该类基于锍盐的阳离子聚合物适用于食品包装、医疗器械、玩具、家具家电、公共设施等多个领域，以减少细菌等微生物对人类造成的危害，具有较好的应用前景。

【知识产权】

该成果已申请多项中国发明专利，下表是部分展示：

【合作方式】

技术开发、技术服务、技术许可、技术转让、作价投资、面谈等

【专家介绍】

饶静一 ，任职于华中科技大学化学与化工学院，研究员（正高），博士生导师。2008年在中国科学技术大学获得高分子科学与工程系获得硕士学位，2014年在苏黎世联邦理工大学材料科学系获得博士学位，曾任职瑞士联邦材料科学与技术研究院、韩国高丽大学。研究方向为：耐高温耐高压电场高分子纳米复合材料，聚合物气凝胶超级绝热节能材料以及生物医用仿生材料。

【联系方式】

成果编号：CG22014