有机功能化介孔二氧化硅微粒用于抗生素递送与抗菌增效研究

这篇研究通过氨基/甲基双功能化修饰介孔二氧化硅（SBA-15/MCM-41），显著提升抗生素（如环丙沙星）的载药量（最高93%）与缓释性能（100%释放）。材料通过静电作用破坏细菌膜结构，使四环素等抗生素对大肠杆菌（E. coli）和金黄色葡萄球菌（S. aureus）的抗菌活性提升达9000%，为克服多重耐药菌挑战提供了新型递送策略。

　　

亮点

本研究开发的双功能化介孔二氧化硅载体，通过独特的"外氨基-内甲基"修饰策略（见Scheme 1），实现了对抗生素分子的高效装载与智能释放。氨基质子化后产生的正电荷可精准靶向带负电的细菌膜，而甲基化内腔则显著提升疏水性药物的相容性。

材料合成

采用三嵌段共聚物P123和CTABr分别模板合成SBA-15（0.67μm）和MCM-41（1.80μm），通过后嫁接法引入(3-氨乙基氨基)丙基三甲氧基硅烷（APTMS）进行氨基修饰。氮吸附测试显示典型的IV型等温线，孔径分布3.7-6.1nm，证实介孔结构保留完好。

抗菌增效机制

载药实验表明：环丙沙星在SBA-15中的包封率（93%）远超MCM-41（48.6%），归因于前者更优的孔径/体积比。Higuchi动力学模型揭示药物通过扩散控制释放，小粒径SBA-15可实现100%释放。功能化材料使抗生素最低抑菌浓度（MIC）降低达两个数量级，尤其对铜绿假单胞菌（P. aeruginosa）表现出"膜穿透+药物暴释"的协同杀菌效应。

结论

该递送系统通过"结构定制-功能修饰-控释协同"三重作用，将传统抗生素改造为纳米武器，为应对"后抗生素时代"的耐药危机提供了创新解决方案。