本技术介绍了一种pH响应型自组装多肽L5及其水凝胶的制备方法和应用。该多肽在中性pH值7.4时能自组装,形成具有特定结构的水凝胶,展现了其在生物材料领域的潜在应用价值。
背景技术
皮肤伤口愈合是皮肤损伤后发生的重要生物学过程,包括止血、炎症、增殖和重塑四个阶段。伤口部位的病原菌定植和生物被膜形成是延迟愈合过程的关键因素,同时增加了病原体在体内播散的风险。病原菌对伤口的感染可能导致过量的炎性细胞因子产生,阻碍炎症阶段的正常进程,并在细菌尚未被完全清除之前促进慢性伤口的形成。此外,病原菌在感染期间,通常会产生醋酸、乳酸和苹果酸等代谢产物,导致伤口感染部位呈酸性,pH值在5.5左右。然而,大多数抗菌制剂包括抗菌肽在内,在酸性条件下均表现出较低的活性。纱布、聚合物绷带和棉花是常用的伤口敷料,却不能有效防止细菌感染。不仅如此,频繁更换伤口敷料可能会对再生组织造成损害。因此,开发具有良好抗菌活性、抗炎功能和促进伤口愈合的新型伤口敷料具有重要意义。
内溶素是噬菌体编码的肽聚糖水解酶,可以直接作用于肽聚糖中的化学键,导致细菌渗透性死亡。与噬菌体相比,内溶素具有裂菌谱广、杀菌速度快、有效清除生物被膜、细菌不易对内溶素产生耐药性等优势,有望发展成为对抗耐药菌感染的重要手段。然而,内溶素作为一种蛋白质,容易受到各种微环境的影响,一般稳定性不佳,且生物利用度低,体内容易失活,大大限制了内溶素的开发应用。采用载体包载内溶素的技术被认为是提高内溶素应用价值的关键策略。然而,为了成功递送内溶素,构建合适的递送系统仍然是一种挑战。
水凝胶(hydrogels)广泛应用于生物医学领域,如组织工程、药物递送、伤口敷料、软体人工器官等。水凝胶具有高分子聚合物交联形成的三维网络结构,使其能够将多种抗菌制剂嵌入到凝胶基质中,从而提高药物的生物利用度。在水凝胶应用领域中,基于多肽的超分子水凝胶因其优良的生物相容性、高生物活性、智能传感能力和灵活调节性而受到越来越多的关注。同时,多肽可以通过固相多肽合成仪制备。具有两亲性的多肽可以通过调整自组装参数构建出各种微米、纳米结构,且可响应各种环境变化,如温度、pH、酶和离子强度等,从而实现特定的功能。由于病理环境的酸性条件,pH响应型多肽水凝胶不仅可以形成凝胶包载药物,还可以在感染部位因pH改变而释放药物,从而实现对药物的可控和靶向递送。因此,设计构建pH响应型多肽水凝胶已成为生物医学领域的研究热点。
因此,为更好地解决感染伤口中病原菌的清除、伤口愈合等现实问题,本发明开发一种pH响应型自组装多肽及其水凝胶的制备方法,并对其应用效果进行评估。
实现思路