摘要
ε-聚赖氨酸（Epsilon-poly-L-lysine（EPL））作为一种天然的抗菌多肽对细菌和真菌均具有广谱的抗菌性能，并且可以转化成人体必需的氨基酸，因此在食品工业和生物医学领域得到广泛的应用。将ε-聚赖氨酸凝胶化是目前研究的热点之一，但由于ε-聚赖氨酸本身不具备形成凝胶的能力且机械力学强度不足限制了其应用。针对上述问题，如何赋予ε-聚赖氨酸凝胶化性能和提高水凝胶的力学强度具有重要的研究意义。本课题通过在ε-聚赖氨酸的分子链上引入光敏基团且与单宁酸络合，制备了具有原位光交联的能力的抗菌水凝胶，可应用于抗菌敷料和组织工程。 首先通过一步合成法将甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）接枝到ε-聚赖氨酸（EPL）上，透析冻干等操作后即得到改性后的EPLMA水凝胶材料。紫外可见吸收光谱、核磁共振氢谱和傅里叶变换红外光谱的测试分析证明了接枝改性反应成功进行。通过计算核磁共振氢谱上各官能团的积分面积比值获得了EPLMA的接枝度（DS），并且该接枝度与反应物的比例成正相关，最高达到了49.7%。水凝胶的性能测试结果说明，随着DS的增大或者浓度的提高，水凝胶内部的交联网络更加致密，溶胀性能明显降低，表现出了更稳定的机械性能。但水凝胶的抗菌实验结果说明，接枝光敏基团会使EPLMA的抗菌性能下降，这是因为EPL的抑菌特性很大程度上取决于侧链的质子化氨基基团，当接枝改性过程消耗掉氨基时，EPL的抗菌活性显著降低。 为了改善这个问题，我们选择将EPLMA水凝胶与单宁酸（TA）进行络合。TA是一种存在于植物和水果中的天然多酚类物质，其结构中含有丰富的羟基而被广泛用做交联剂，且TA还具有一定的抗菌、抗炎和抗氧化特性。将EPLMA水凝胶浸入TA溶液中即获得了EPLMA-TA复合水凝胶材料，通过对其结构表征证明了TA成功络合进入水凝胶内部。随着TA浓度的增大，复合水凝胶的机械力学性能得到进一步提升，30wt%TA溶液处理过的EPLMA-TA水凝胶压缩模量为±670KPa。抗菌性能测试结果显示，EPLMA-TA水凝胶对大肠杆菌（E.coli）和金黄色葡萄球菌（S.aureus）的抗菌率分别为94.6%和95.3%。对EPLMA-TA复合水凝胶生物相容性的研究发现，内皮细胞能够在水凝胶表面增殖和铺展，与对照组相比，其细胞存活率达到80%以上，证明了EPLMA-TA水凝胶具有非常优异的生物相容性。 综上所述，通过有效的接枝改性技术，我们在EPL上引入了光敏基团并与TA络合，成功合成制备出了光固化EPLMA-TA抗菌水凝胶材料，实现了对该材料光响应效率、机械力学性能和抗菌性能的精确调控。该复合水凝胶可以有效的抑制细菌感染，大大拓展了EPL在生物医学领域的应用范畴，特别是在医用抗菌敷料方面有着潜在的应用价值。
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