关键词：超支化高分子，一氧化氮，抗菌
在口腔中有700多种微生物。因此导致的龋齿和牙周炎是人类最常见的疾病之一。在大多数工业化国家，龋齿（即蛀牙）影响60-70％的学龄儿童和大多数成年人。据不完全统计，世界上有大约11％的人口患有严重的牙周炎，导致牙齿脱落和系统性疾病如冠心病、心血管疾病、中风和不良妊娠。因此，开发能够杀死这些疾病的口服治疗剂对于维持口腔健康是非常重要的。
一氧化氮（NO）是一种内源性产生的自由基，在天然免疫反应中起重要作用。NO的抗菌活性源于通过其反应性副产物（例如过氧亚硝酸盐和三氧化二氮）发挥亚硝化或氧化应激的能力，最终破坏细菌膜的完整性并损害细胞功能。由于多种杀伤机制降低了细菌培养抗性的可能性，因此关于氮氧自由基的抗菌剂的开发很受重视。更重要的是，NO已被证明对许多耐药菌依然有效。
美国学者Mark H. Schoenfisch研究团队先前合成了释放氮氧自由基的聚酰胺-胺（PAMAM）树枝状大分子，并评估了它们对口腔细菌的抗菌作用。尽管这些材料对革兰氏阴性牙周病原体有效，但它们不能以安全浓度根除革兰氏阳性龋齿细菌（即对哺乳动物细胞无毒）。此外，由于需要多步纯化，树枝状聚合物的合成繁琐且耗时。超支化聚合物是传统树枝状聚合物最有吸引力的替代品，因为它们合成相对简单而性质却与树枝状聚合物差不多。最近，
Mark H. Schoenfisch研究团队证明了超支化聚合物（例如PAMAM聚合物和聚酯）作为氮氧自由基递送支架的潜在价值。可释放NO的超支化PAMAM聚合物表现出与结构完美的G30-PAMAM树枝状聚合物相当的杀菌效力和细胞毒性。然而，超支化PAMAM的合成成本显着低于树枝状PAMAM。超支化聚氨基糖苷代表另一类具有吸引力的超支化聚合物。它们可以通过氨基糖苷类（天然存在的抗生素）和二丙烯酸酯或二环氧化物的一次聚合容易地制备。这些材料具有良好的生物降解性和低毒性。作为常见的抗生素，氨基糖苷类具有广谱抗菌作用。因此，高密度的氨基糖苷赋予超支化聚氨基糖苷高的抗菌活性。实际上，先前的研究已经证明了聚氨基糖苷对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的功效。
近日，Mark H. Schoenfisch研究团队通过卡那霉素、庆大霉素和新霉素与N，N'亚甲基双（丙烯酰胺）的聚合制备了超支化聚氨基糖苷。随后，该聚合物上的仲胺在高压、碱性条件下与NO气体反应，形成二氮杂鎓，可以释放NO。超支化聚氨基糖苷的NO有效负载达到0.4-1.3μmol/ mg），释放半衰期为70-180分钟。研究人员通过评估它们对常见牙齿病原体的杀菌活性和人牙龈成纤维细胞的毒性发现，该聚合物可以在安全剂量范围内高效清除口腔病原菌。DOI：10.1021/acsabm.8b00304
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