据世界卫生组织预估,到2050年,每年因耐药细菌造成的死亡人数将超过两千万人。细菌耐药性产生主要是因为(1)病灶部位存在的生物被膜递送屏障会阻碍药物的进入,(2)细菌基因突变产生的耐药细菌。针对细菌感染治疗中的生物被膜屏障以及细菌耐药问题,团队主要从事高分子化学与物理、细胞生物学与微生物学的前沿交叉研究和探索,开展了如下研究工作(图1)。
图1.总体研究思路。
(1) 针对普通细菌形成的生物被膜,构筑了基于动态共价键的纳米组装体,克服了药物递送的生物被膜屏障,实现了纳米体系在体内的稳定循环,在生物被膜内部的渗透与停留,以及按需药物释放。
(2) 针对耐药菌形成的生物被膜,构筑了基于金属-配体络合的纳米组装体,通过仿生的酶级联反应和自由基杀菌机制,实现了耐药菌生物被膜的解离和细菌杀灭。