光介导复合纳米水凝胶的制备及抗菌性能研究.pdf

摘要

由致病菌所引起的感染性疾病严重威胁着人类健康。抗生素在治疗细菌感染性疾

病中应用十分广泛。然而，抗生素的不规范使用，导致多重耐药菌的出现，给抗菌治

疗带来了更加严峻的挑战。由于传统抗生素难以有效克服细菌耐药的困境，发展可替

代抗生素的新型高效、安全抗菌治疗策略具有非常重要的意义。在各种抗菌材料中，

抗菌水凝胶因其具有多种生物功能和广泛的适应性，成为治疗细菌感染性疾病的抗生

素替代品，受到越来越多的关注。本论文主要立足于AgSQDs/mSiO复合纳米水凝

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胶和SNP@PCN@Pt@Au（PSPG）复合纳米水凝胶对大肠杆菌和耐甲氧西林金黄色葡

萄球菌的抑菌活性研究。通过多种表征手段对两种复合纳米水凝胶进行了表征并对复

合纳米水凝胶的抑菌机理进行了探究。论文主要工作如下：

1、基于自由基聚合反应，将介孔二氧化硅（mSiO）修饰的硫化银量子点（AgS

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QDs）加入3-（三甲氧基硅基）甲基丙烯酸丙酯的网络结构中，构建了具有抗菌能力

的AgSQDs/mSiO复合纳米水凝胶。在808nm的近红外光照射下，AgSQDs/mSiO

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复合纳米水凝胶表现出优异的可控光热性能和光动力特性，光热转换效率为57.3%。

此外，由N-异丙基丙烯酰胺和丙烯酰胺组成的AgSQDs/mSiO复合纳米水凝胶在近

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+

红外激光照射过程中，可以通过其固有的体积变化来控制Ag的释放，嵌入的AgS

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+

QDs可以从水凝胶基质中不断释放Ag，从而达到杀菌活性。高温、活性氧和近红外

+

辐射下释放Ag的协同作用，使AgSQDs/mSiO复合纳米水凝胶对大肠杆菌和耐甲

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氧西林金黄色葡萄球菌具有显著的抑菌性能，抑菌率分别为99.7%和99.8%。体内创

面愈合实验表明，AgSQDs/mSiO复合纳米水凝胶能增强细菌清除率，增加胶原蛋白

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覆盖面积，上调血管内皮生长因子表达，具有较高的生物相容性。

2、通过将光热敏感的硝普钠加载到铂纳米颗粒修饰的卟啉金属有机框架中，并用

金纳米颗粒进行原位修饰，形成近红外光引发的多功能可注射水凝胶（PSPG复合纳

米水凝胶）。铂纳米颗粒修饰的纳米平台表现出明显的过氧化氢酶样行为，促进内源

性HO持续分解为O，从而增强了缺氧条件下的光动力治疗效果。在双近红外照射

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下，PSPG复合纳米水凝胶不仅能产生高温（η=89.21%），还能产生活性氧并触发NO

释放，共同促进耐甲氧西林金黄色葡萄球菌和大肠杆菌细胞膜的破坏。体内实验表明

伤口上的细菌减少了99.9%。此外，PSPG复合纳米水凝胶可以通过促进血管生成、胶

原沉积和抑制炎症反应来加速感染耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的伤口愈合。体外和体

内实验表明，PSPG复合纳米水凝胶具有良好的细胞相容性。

关键词：水凝胶；光热疗法；光动力疗法；近红外响应；伤口愈合