本技术公开了一种具有三酶模拟活性的铁酞菁基异构共轭微孔聚合物及其制备方法和应用,属于生物医药技术领域。将含有硫代苯二甲腈基团的均三嗪和金属盐加入喹啉中进行溶剂热反应,得到具有三酶模拟活性的铁酞菁基异构共轭微孔聚合物。所述含有硫代苯二甲腈基团的均三嗪为2,4,6‑(3‑硫代苯二甲腈)均三嗪或2,4,6‑(4‑硫代苯二甲腈)均三嗪。本发明制备的聚合物由于同分异构效应增强了空间扭曲度,提高了抗菌性,并且作为为一种仿生级联智能光疗剂,用于感染性伤口治疗的生物反应性自供氧系统,实现光热/光动力/POD/CAT/OXD级联协同治疗,显著加速开放性细菌感染伤口的愈合。
背景技术
病原微生物感染,尤其是耐多药细菌感染,对生态平衡构成了前所未有的威胁,给临床和医疗系统带来了巨大的冲击。除了耐药性,抗生素的过度使用和滥用也有利于细菌生物膜的形成,进一步加剧了治疗难度,同时增加了发病率和死亡率。同时,与正常生理环境相比,感染性微环境(IME)表现出明显的特异性,其特点是缺氧、病理性酸性和 H2
O2
过度表达。因此,亟需开发不含抗生素的抗菌综合治疗策略,它不仅能解决细菌耐药性问题,还能有效调节感染微环境。
目前,基于活性氧(ROS)的细菌灭活方法具有无创、治疗特异性强、不易诱发耐药性等特点,受到了广泛的研究关注。一般来说,过氧化物酶样(POD)是最典型的酶疗法,通过在病理酸性微环境中选择性地将低毒性的过氧化氢(H2
O2
)转化为高毒性的羟自由基(·OH)来实现。虽然外源 H2
O2
(0.5-3.0%)可显著提高杀菌效果,但不可避免地会对正常细胞和组织造成损伤。同样,作为一种依赖氧气的治疗方式,PDT 的实际应用也面临着 IME 中血管严重受损所导致的缺氧挑战。同时,普遍使用的有机光敏剂(PSs)也面临着一个重大挑战,那就是其大型共轭结构的内在自聚集所引发的光活性严重淬灭。此外,低氧 IME 也有利于细菌生长,从而大大延迟了伤口愈合过程。如果设计一种能自行提供 O2
和 H2
O2
的前瞻性治疗平台,就可以克服 IME 的局限性。
经过几十年的发展,目前能同时提供 O2
和 H2
O2
的材料屈指可数,如金属过氧化物和天然酶。然而,金属过氧化物,如过氧化钙(CaO2
),具有不稳定性,在环境条件下容易分解。共轭微孔聚合物(CMPs)是一种蓬勃发展的人工多功能材料,其结构与生物大分子相似,具有固有的生物相容性和结构坚韧性,已成功应用于环境、能源、催化以及生物医学等领域。完全共轭结构的 CMPs ,不仅能提高光吸收率,还能拓宽光吸收范围、增强光热和光动力活性。因此,需要设计一种完全共轭的CMPs,不仅能够实现协同和放大治疗效果,还能发挥 pH 值敏感的抗菌和抗生物膜作用,加速感染伤口的治疗;从而得到一种能同时产生ROS、H2
O2
和 O2
的 pH 响应型治疗剂,为快速治疗感染性伤口铺平道路。
实现思路