《基於相互感知作用的智慧型抗菌高分子材料研究》是依託北京化工大學，由王興擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於相互感知作用的智慧型抗菌高分子材料研究
- 依託單位：北京化工大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王興
項目摘要,結題摘要,
發展既高效持久又安全普適的新型抗菌材料和抗菌策略意義重大。基於本課題組在手性抗污領域的前期研究，本項目計畫利用動態共價鍵，將抗菌萜類小分子和殺菌高分子相結合，構建新型的智慧型抗菌高分子體系，通過材料與細菌相互感知和自發回響實現抗菌。在這種抗菌體系中，細菌感知材料表面萜類立體化學信號，不與其粘附（抗粘附）；而材料感知細菌的接觸會釋放萜類分子殺菌（接觸殺菌），並進一步釋放殺菌高分子（釋放殺菌），達到協同抗菌的效果。在材料構建上，小分子和高分子分別具有兩種功能，各自在成鍵時抗粘附而斷鍵時殺菌。該體系利用動態共價鍵將不同抗菌機制有機結合在一起，完成抗菌材料的智慧型化全利用，且無附載入體、不依賴外場、不主動釋放。該策略使抗菌智慧型化，高效持久且易於實施，通過揭示智慧型高分子抗菌的構效關係，既可為抗菌理論的研究提供新思路，也為生物醫學套用奠定基礎。
發展既高效持久又安全普適的新型抗菌材料和抗菌策略意義重大。本課題組創新並發展了手性高分子抗菌材料，提出了立體化學抗菌策略，並從基礎理論走向實際套用。該項目利用動態共價鍵，將萜類小分子和天然高分子相結合，構建了新型的智慧型抗菌高分子體系，通過材料與細菌在界面的相互感知和自發回響實現抑制菌粘附和回響性殺菌特性。項目篩選了兩種有效萜類分子及三種動態共價鍵，研究發現：一、細菌感知材料表面萜類分子立體化學信號，不與材料表面粘附（實現了抗粘附），可用於新型抗菌紡織品保護皮膚自有菌群，阻止有害菌侵襲。二、基於席夫鹼動態共價鍵，材料在感知細菌接觸及繁殖信號的情況下，回響性釋放萜類分子殺菌（實現了接觸釋放殺菌），可用於構建智慧型抗菌塗層，發展新型醫療器械。通過項目實施：一、揭示了該類智慧型高分子抗菌的構效關係。二、建立了抗菌材料智慧型利用新方法，無載體、不依賴外場、不主動釋放。三、驗證了立體化學抗菌機制不產生耐受性。四、完成了針對耐藥細菌的抗菌性能評價。五、確定了表面立體化學對微生物基因組學的影響。六、發展了“越獄”、“登入”、“跨欄”等可視化抗菌評價新方法。該項目的科學意義在於揭示了一種感知識別類智慧型高分子抗菌的構效關係，並闡述了立體化學抗菌策略的科學內涵，為抗菌理論的研究和相關生物醫學套用提供了一種新思路。在項目支持下，負責人培養博士研究生5人，碩士研究生10人；發表SCI學術論文18篇，含TOP論文11篇，受邀在科學專著發表綜述1篇；申請國家發明專利6項，獲授權發明專利5項；相關成果轉化1項，專利轉讓65萬元；與企業共建3個研發中心，推進新概念抗菌高分子材料走向套用。項目負責人學術兼職全國衛生產業企業管理學會抗菌產業分會學術副秘書長、中關村抗菌產業聯盟副理事長、抗菌團體標準委員會委員；組織籌辦了2018第三屆抗菌科學與技術論壇，得到學術界同行的高度評價，推動了抗菌研究領域的蓬勃發展。
