多酚自組裝抗菌生物材料的構建及其應用進展

徐偉 俞蓉欣 張相春 張以穩 陳紅平 田寶明 鄭芹芹 吳媛媛 夏琛 韋兵

收稿日期：2023-12-11 ????????????修訂日期：2024-02-04

基金項目：浙江省重點研發計劃（2023C02040、2022C04036）、國家自然科學基金（32372757、52003053）、中國農業科學院創新工程（CAAS-ASTIP-2021-TRI）、國家茶葉產業技術體系（CARS-19）

作者簡介：徐偉，男，碩士研究生，主要從事茶多酚新材料構建及生物醫用。*通信作者：zhangxc@tricaas.com；weibing90@fynu.edu.cn

摘要：細菌感染可引起多種疾病，是全球主要死亡原因之一?？股匾恢笔侵委熂毦腥绢惣膊〉闹饕呗?，但抗生素的過量和不合理使用已導致多種細菌產生耐藥性，嚴重威脅人類生命健康。植物多酚具有天然的抗菌特性，但酚羥基結構的不穩定性限制了其生物利用。為解決這個難題，研究者將多酚與其他物質自組裝構建新型納米生物材料，不僅提高了多酚穩定性和生物利用率，還使其協同發揮抗菌活性，在抗菌領域中具有巨大的應用潛力和優勢。綜述了近年來不同類型的多酚自組裝生物納米材料構建策略及抗菌性能，包括多酚-金屬、多酚-水凝膠、多酚-殼聚糖、多酚-蛋白質和多酚-脂質體等材料，指出了新型多酚自組裝生物材料在抗菌領域應用中面臨的問題，并對其應用前景進行了展望。

關鍵詞：多酚；自組裝；納米材料；抗菌應用

中圖分類號：S571.1；R318.08? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1000-369X（2024）01-001-15

Construction of Polyphenol Self-assembly Antibacterial Biomaterials and Progress in Their Applications

XU Wei1，2， YU Rongxin2， ZHANG Xiangchun2*， ZHANG Yiwen2， CHEN Hongping2，

TIAN Baoming2， ZHENG Qinqin2， WU Yuanyuan3， XIA Chen4， WEI Bing1*

1. School of Biology and Food Engineering， Fuyang Normal University， Fuyang 236037， China; 2. Tea Research Institute， Chinese Academy of Agricultural Sciences， Hangzhou 310008， China; 3. Tea Research Institute， Zhejiang University， Hangzhou 310058， China;

4. Hangzhou Yingshili Biotechnology Co.， Ltd.， Hangzhou 310000， China

Abstract： Bacterial infection， a leading cause of global mortality， can result in various diseases. While antibiotics are the primary treatment for infections， their excessive and irrational use has led to the emergence of a variety of bacterial drug resistance， posing a serious threat to human health. Plant polyphenols have natural antibacterial properties， but the instability of the phenolic hydroxyl structure limits their bioavailability. To solve this problem， researchers have explored the self-assembly of polyphenols with other substances to construct new nano-biomaterials. These biomaterials not only enhance the stability and bioavailability of polyphenols but also exhibit synergistic antibacterial activity， showing a great promise in the field of antibacterial applications. This review examined the construction strategies and antibacterial properties of different types of polyphenol self-assembled biomaterials developed in recent years， including polyphenol-metal， polyphenol-hydrogel， polyphenol-chitosan， polyphenol-protein and polyphenol-liposome. Furthermore， the challenges and future prospects of the novel polyphenol self-assembling biomaterials in the field of antibacterial application were discussed.

Keywords： polyphenols， self-assembly， nanomaterials， antibacterial applications

有害細菌的感染會引發炎癥、敗血癥等多種疾病，情況嚴重時可直接導致患者死亡[1-2]。據世界衛生組織報告，細菌感染是近十年全球范圍內人口死亡的主要原因之一，給全世界帶來了巨大的健康威脅和經濟負擔[3]。自1928年青霉素被發現以來，抗生素類藥物被廣泛用于治療細菌感染，極大降低了細菌感染性疾病的發病率和死亡率。然而，濫用、錯用抗生素等現象引發了諸多問題，其中最突出的是部分細菌對抗生素類藥物產生了耐藥性，并且耐藥菌的種類和數量在不斷增加?？股啬退幮裕ˋMR）已經對世界公共衛生安全造成了重大威脅[4-5]。報道顯示，2019年全球約有495萬人的死亡與耐藥性細菌感染有關，其中127萬人直接死于耐藥性細菌感染[6-7]。據統計，全球每年感染耐藥性細菌近300萬人，并至少導致70萬人死亡，如果不采取任何針對性措施，預計到2050年將造成1 000萬人死亡及100萬億美元的經濟損失[8-10]。

細菌的耐藥性主要有天然耐藥（Ⅰ型）和獲得性耐藥（Ⅱ型）兩種類型[11]，其中，天然耐藥是由于細菌自身所攜帶的基因導致其對抗菌藥物不敏感，如奇異變形桿菌對四環素天然耐藥，葡萄球菌對美西林、粘菌素天然耐藥。而獲得性耐藥是細菌在受抗菌藥物的脅迫下，自身發生改變而產生耐藥性，例如攜帶甲氧西林耐藥基因（mec A）的耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA），可以通過產生一種獨特的青霉素結合蛋白PBP2a，該蛋白對β-內酰胺類藥物的親和力非常低，以此表現出耐藥性。此外，還有耐萬古霉素腸球菌（VRE）、產超廣譜β-內酰胺酶（ESBLs）菌株和耐青霉素肺炎鏈球菌[12]。研究表明，細菌產生相應的耐藥機制主要有：（1）獲得可以使藥物失活的酶基因，從而產生滅活酶使藥物失活；（2）改變細菌壁膜的結構，使表面無抗生素的結合位點；（3）通過外排泵將進入菌體的藥物泵出體外；（4）修飾抗生素靶點，通過下調藥物靶向基因的表達來降低與抗生素的親和力；（5）形成生物膜，為細菌創造了天然防護屏障，不僅可以延緩、阻止抗生素的滲入，甚至可以使膜中的抗生素滅活[13-14]。但現有抗生素的抑菌機制主要是通過進入細菌體內后抑制細菌壁膜的合成、干擾生物大分子如蛋白質的合成以及抑制基因的復制等。過度使用抗生素是導致細菌產生耐藥性的主要原因，所以僅依賴傳統抗生素和相關方法來控制細菌感染極有可能導致更多耐藥菌產生，引起更大的安全隱患。由此可見，傳統抗生素對耐藥性細菌的治療存在一定的局限性。因此，除傳統小分子抗生素外，亟需開發高效、不易引發耐藥性的新型抗菌材料。

近年來，納米技術在抗菌應用方面表現出巨大的潛力，通過納米技術制備的納米材料在抑菌方面具有顯著優勢：（1）納米材料的物理性質如尺寸可以精準控制；（2）納米材料可作為抗生素載體，提高藥物穩定性、靶向性釋放和促進藥物進入細菌體內；（3）具有非氧化殺菌、釋放金屬離子和產生活性氧等多種抑菌機制，可減緩耐藥性的發展進程；（4）納米材料可通過修飾和功能化，發揮多種生物功能；（5）抑制和破壞難治療的細菌生物膜[15-18]。與傳統抗菌藥相比，具有獨特抗菌機制的納米材料更不易引起細菌耐藥性。越來越多的抗菌研究選用碳、金屬、金屬氧化物、脂質體、聚合物以及植物提取物等制備新型抗菌納米材料。這些新型抗菌生物材料雖然具有優異的抗菌性能，但也存在不可忽視的弊端，如合成過程復雜、合成條件苛刻、使用對人體和環境有毒有害的試劑，以及在體內的生物安全性等。植物提取物如多酚類物質作為抗菌材料，與其他物質相比，具有綠色、安全及高效等優勢，因此，利用多酚類物質制備抗菌材料是目前的研究重點之一。

多酚作為一種次級代謝產物，是植物界中分布最廣泛的物質之一，目前已知有約8 000種酚類物質[19]。多酚通常具有芳香環，且芳香環上有一個或多個羥基，根據其化學結構，大致可以分為酚酸、黃酮、單寧和芪等幾類[20-21]（圖1）。其中，酚酸和黃酮類化合物占天然多酚類物質總數的90%以上，包括一些常見的天然多酚，如沒食子酸（GA）、表兒茶素（EC）、表沒食子兒茶素（EGC）、表兒茶素沒食子酸酯（ECG）和表沒食子兒茶素沒食子酸酯（EGCG）。多項體外和臨床研究表明，多酚類物質具有抑菌、抗氧化、抗炎、抗腫瘤、保護神經和調節血糖血脂等特性[22-26]。多酚良好的生物安全性和天然的抗菌活性使其在食品和生物醫學等領域得到廣泛研究，如多酚單體EGCG對多種致病菌（銅綠假單胞菌、大腸桿菌、枯草桿菌和金黃色葡萄球菌等）的抑制作用已經得到證實和應用，但多酚單體的穩定性較差，易受到溫度、濕度和光照等外界環境因素影響，使其化學結構和物理性質發生變化，最終導致其生物活性減弱[27-30]。因此，將多酚與金屬、水凝膠、殼聚糖、蛋白質和脂質體等物質構建成納米顆粒有利于提高其穩定性和生物利用度，并通過結合光熱治療和化學治療等多級療效，協同發揮顯著的抗菌和抗氧化能力。本文綜述了近年來多酚納米材料在抗菌領域的應用研究，通過納米技術有望提高多酚的生物利用率和突破細菌耐藥性困境（圖2）。

1 多酚-金屬納米材料的制備及應用

Au、Ag、Cu、Fe和Zn等金屬被以各種形態用作抑菌劑長達幾個世紀。Au和Ag等貴金屬不僅具有廣譜的抗菌活性，還可以發揮光熱協同作用；Cu、Fe、Zn和Ca等金屬元素既是人體所需的礦質元素，對人體有特殊的生理作用，也是許多抑菌劑的重要組成成分。金屬-多酚網絡（MPN）是近年來新興的一種有機-無機雜化網絡系統，通過多酚類物質的酚羥基和金屬離子配合形成螯合物。金屬-多酚網絡通常兼并了多酚和金屬的雙重優勢，不僅提高納米材料的生物安全性還可以增強金屬納米顆粒的抗菌作用[31-34]。Huo等[35]利用二氧化鈦納米刺（TNS）、單寧酸-鐵（MPNs）和抗菌肽（AMPs）構建了一個具有良好細胞相容性的多面納米涂層（TNS-MPN-AMP）。通過TNS實現物理刺穿破壞細菌結構，并在近紅外光和抗菌肽的作用下，該納米涂層可實現物理-光熱-化療三層面協同抗菌治療，體外和體內的抗菌率均達到90%以上（圖3A）。

Wang等[38]利用EGCG和茶多酚（TP）分別制備出EGCG-Zn和TP-Zn，并發現EGCG-Zn（80 ?g·mL-1）和TP-Zn（125 ?g·mL-1）的最低抑菌濃度明顯低于EGCG（320 ?g·mL-1）和TP（1 000 ?g·mL-1），具有更高的抑菌活性，證明多酚和金屬可以發揮協同抗菌效果。多酚-

金屬不僅對浮游細菌具有殺傷作用，對細菌生物膜同樣具有抑制作用。Wang等[36]將單寧酸（TA）、Au、Cu和聚乙二醇（PEG）通過簡單的沉積方法制備出Au-TA/Cu-PEG雜化膜（圖3B），該雜化膜通過近紅外照射可達到長期抑制細菌生物膜形成的效果，在15 d內均表現出良好的抗菌膜性能?；赥A對群體感應（QS）的抑制活性，Liu等[39]成功制備了銀-單寧酸納米材料，該納米材料可通過抑制QS信號產生來調控大腸桿菌生物膜的形成過程，對生物膜的抑制率達到92.9%。此外，Zhang等[40]利用EGCG、TA、原花青素（OPC）分別與金納米棒（GNRs）、鐵離子制備了納米材料GNRs@MPNs（GNRs@Fe-EGCG3、GNRs@Fe-TA3和GNRs@Fe-OPC3），并評價了各自的抑菌活性，結果發現在近紅外光照條件下，與未封裝的GNRs相比，經過不同多酚單體封裝制備而成的納米材料具有更顯著的抑菌活性，抑菌率從30.1%提升至85.4%（GNRs@Fe-EGCG3）、88.6%（GNRs@Fe-TA3）和98.6%（GNRs@Fe-OPC3），且GNRs@MPNs的光熱效應可實現局部殺傷細菌以促進小鼠皮膚傷口的愈合。多酚-金屬體系不僅可以表現出良好的光熱效應，還可制備成響應型納米材料。Zhang等[41]研究表明，將單寧酸和銀離子沉積至介孔有機硅納米顆粒上，成功制備出可降解且谷胱甘肽（GSH）響應型的Ag-MONs。在GSH存在下，Ag-MONs被降解并釋放出銀離子，發揮優異的抗菌效果。Yu等[37]開發了一種普適性的茶多酚原位一步自組裝方法，實現了在水相常溫常壓條件下茶多酚穩態納米生物材料（am-MPN NPs）的快速綠色合成，利用不同茶多酚單體（EGCG、EC、ECG和EGC），與美國食品藥品監督管理局（FDA）批準的戒酒硫代謝物二乙基二硫代氨基甲酸酯（Diethyldithiocarbamate，DEDTC）及不同金屬（Cu、Au、Ag、Pt和Mg等）自組裝成納米顆粒，并發現茶多酚自組裝新材料具有顯著的抗菌效應和抗生物膜活性。除破壞細菌壁膜結構導致內含物泄露、活性氧爆發、DNA結構破壞等抑菌機制，研究進一步發現多酚納米材料的特征抗菌機制——產生醌蛋白（圖3C）。

2 多酚-水凝膠納米材料的制備及應用

水凝膠是通過親水大分子鏈在水微環境中交聯而形成的三維聚合物網絡[42]。由于水凝膠的富水特性，被廣泛的應用于生物醫學[43-44]、軟電子[45]、傳感器[46-47]和催化支架[48-49]。Shen等[50]利用氧化透明質酸和姜黃素-Fe（Ⅲ）無限配位聚合物設計了一種高度集成且結構簡單的納米復合水凝膠，用以針對止血、抗炎、增殖和重塑等復雜愈合階段的方式程序化地促進燒傷創面愈合。研究結果表明，這種納米復合水凝膠實現了全層燒傷創面的閉合期從21 d縮短到9 d，加速了皮膚結構的重建。較差的機械性能嚴重限制了水凝膠在體內的應用，特別是臨床上對水凝膠進行的縫合手術（圖4A）。Tan等[51]利用多酚作為非共價交聯劑，與聚乙二醇（PEG）及溶菌酶（LZM）通過疏水相互作用形成水凝膠，所得的PEG-LZM-多酚水凝膠與原始的PEG-LZM相比具有更強的韌性和高彈性。最后，PEG-LZM-多酚水凝膠被證明可以通過縫合成功修補兔心肌缺損，并改善傷口愈合和恢復心臟功能（圖4B）。Dong等[52]將四氯金酸（HAuCl4）與氫硼化鈉（NaBH4）放置在冷水浴中快速攪拌，并將產物經過離心洗滌與EGCG水溶液在室溫下攪拌反應10 h，冷凍干燥得到E-Au，最后將E-Au加入至水凝膠中制備成E-Au@H，對E-Au@H進行表征和抑菌測試，結果顯示E-Au在水凝膠中分散均勻，粒徑分布在9 nm左右，表現出良好的抑菌活性且有助于血管生成。在近紅外光照條件下，實現E-Au@H對EGCG的可控釋放，增強抗菌作用，對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌率分別為92%和94%，對牙菌斑生物膜的抑制率達到87%，可促進牙槽骨再生，為治療菌斑生物膜引起的牙周炎等口腔疾病提供了新策略（圖4C）?；谒z良好的生物相容性和機械性能，Deng等[53]利用瓊脂糖（AG）、單寧（TA）和FeCl3制備了水凝膠納米材料（ATF），體外和體內抑菌試驗均表明ATF具有良好的光熱效應和生物相容性。ATF在近紅外（NIR）照射下可減少99%的菌落數量，并且促進小鼠皮膚傷口的愈合，在治療第5天傷口面積僅為18.2%，而對照組和NIR組的傷口面積沒有明顯減小。水凝膠常用作傷口敷料，在抗菌止血和促進組織生成中發揮重要作用，但部分水凝膠的生物活性受pH動態變化的影響[54-55]。為突破水凝膠在抗菌敷料應用中pH范圍的限制，Jin等[56]將百里香酚（THY）和低聚單寧酸（OTA）裝載至海藻酸鈉-聚賴氨酸水凝膠膜（ASP）上，成功制備了TO-ASP水凝膠抑菌材料，該水凝膠在pH為4～9均表現出良好的抑菌活性，對大腸桿菌（EC）和金黃色葡萄球菌（SA）的抑制率均達到99.9%，并對兩種菌的生物膜均有破壞效果，試驗結果顯示，EC和SA的生物膜水平在經過TO-ASP處理后分別下降84.97%和91.01%。此外，智能響應型水凝膠也得到了廣泛研究。由原兒茶醛（PA）、鐵和氨基糖苷類作為構建塊，快速合成的智能水凝膠不僅具有優良的觸變性和自愈合性能，而且對不同刺激（溫度、近紅外光、pH、電和氧化還原）均有響應，例如在酸性條件下，水凝膠不斷降解并持續釋放出鐵離子和氨基糖苷類抗生素（如妥布霉素、硫酸新霉素、慶大霉素硫酸鹽、硫酸帕羅霉素、硫酸核糖霉素和硫酸奈替米星），表現出良好的抗菌活性[57]。Liang等[58]進一步將智能水凝膠應用在皮膚傷口上，并證明了其對傷口愈合具有積極作用。試驗中利用PA、Fe3+和季銨化殼聚糖（QCS）制備了雙動態鍵交聯粘性水凝膠，該水凝膠不僅具有良好的機械性能和粘附性，并且在酸性溶液下可實現按需去除，在小鼠皮膚感染模型中，智能水凝膠可顯著抑制傷口處細菌的生長，刺激新生皮膚組織中血管和毛囊的生成，以促進傷口的愈合。

3 多酚-殼聚糖納米材料的制備及應用

殼聚糖（CS）是一種通過去除天然多糖甲殼素中乙?；@得的生物衍生材料，具有可生物降解、低過敏性和生物相容性等特性[59]。研究表明，殼聚糖的功能基團使其易與其他生物活性分子結合，可以提高合成產物的穩定性、溶解度、緩釋性和生物利用度等[60]。為實現長期緩慢釋放多酚，提高材料抑菌活性，Li等[61]通過離子凝膠法合成了一種同時裝載兒茶素和槲皮素的新型殼聚糖基納米顆粒（G-C-Q NPs），結果表明，兒茶素和槲皮素的裝載率達到76.35%和52.23%，可實現緩慢釋放。G-C-QNPs對金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌和大腸桿菌的抑菌效果均優于其合成底物單體，對于G-C-QNPs良好的抑菌活性，一方面是由于其緩釋特性，在一定時間內通過持續釋放兒茶素和槲皮素來抑制細菌的生長和繁殖；另一方面是由于G-C-QNPs表面帶正電荷，促進其與表面帶負電荷的細菌相結合。Rezazadeh等[62]通過綠色合成法將殼聚糖、海藻多酚和銀制備成生物納米銀（AgNPs）材料，該納米材料在存放180 d內的紫外吸收和溶液顏色均沒有明顯變化，且AgNPs持續釋放的銀顆?？捎行У陌邢蚣毦砻?，破壞細菌結構和功能，最終導致細菌死亡。多酚的存在和釋放不僅可以提高多酚-殼聚糖體系的抗菌活性，在清除自由基和抗氧化方面同樣有所提高。Riccucci等[63]利用交聯殼聚糖在羥基磷灰石表面形成穩定的涂層，并在涂層上負載多酚類物質，結果表明，相比于正常生理環境下，該涂層在模擬炎癥環境中可以更快地釋放多酚，而結合在表面的多酚可以維持較長時間的

抗氧化能力。多酚-殼聚糖優異的抗菌和抗氧化性能使得其在食品保鮮膜上得到廣泛的研究和應用，Chen等[64]制備了含茶多酚-殼聚糖納米顆粒（CNTP）的綠色復合淀粉膜，其透光率和抗拉伸強度分別達到了83.9%和33.4 MPa，不僅機械性能有所提升，復合膜同樣具有緩釋茶多酚、抗菌、抗氧化等性能（圖5C），試驗結果表明，復合膜在6 h后的茶多酚釋放率僅為45.9%，對1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）的清除率為42%。另一項研究表明，薄膜中茶多酚的含量不同，會導致薄膜的機械性能和抑菌活性等發生變化，在一系列含不同濃度沒食子酸（GA）的殼聚糖薄膜中，當沒食子酸和殼聚糖的比例（W/W）為1.5∶100時，對大腸桿菌、鼠傷寒沙門氏菌、枯草芽孢桿菌和李斯特菌的抑菌活性最高；當二者比例降低至0.5∶100時，薄膜的拉伸強度和阻隔率顯著提高，而水汽透過率和透氧率降低[65]。此外，Yu等[66]將多酚-殼聚糖納米顆粒負載到水凝膠上作為光熱療法的刺激反應劑用作傷口敷料，這種新型生物可再生冷凍凝膠表現出優異的吸濕止血性能、光熱抗菌活性，并加速皮膚再生，能夠在臨床上作為一種有前景的傷口敷料材料（圖5A）。Yu等[67]將茶多酚摻入到殼聚糖復合薄膜中，以增強其機械性能、抗菌和抗氧化性能。這種復合薄膜可以延長魚肉的新鮮度，顯示出未來作為活性食品包裝的潛力（圖5B）。茶多酚的低吸收率阻礙了其在體內的生物活性，主要原因是它們在胃腸道中的穩定性差，已有研究報道通過應用殼聚糖納米顆?？稍鰪姴瓒喾拥奈蘸蜕锢枚萚68]（圖5C）。

4 多酚-蛋白質納米材料的制備及應用

蛋白質具有優異的生物相容性、非免疫原性和耐藥性等優勢，常用于納米載體的制備，在食品加工、保鮮和藥物載體等方面得到廣泛研究。研究表明，多酚可以通過共價鍵和非共價鍵與蛋白質相互作用，促進蛋白質之間的交聯，從而改善材料的抗菌、抗氧化以及機械阻隔等性能。Ashwar等[69]利用酪蛋白（C）和乳清蛋白（W）分別和沙棘多酚提取物制備成蛋白-多酚復合物（CP、WP），并研究了這兩種蛋白對沙棘多酚穩定性和生物利用度的影響，結果表明，沙棘多酚與酪蛋白和乳清蛋白的主要結合力為疏水作用，且在合成過程中增加超聲處理可以促進多酚進入蛋白內部，結合更加緊密，表現出更好的抗氧化性和防降解能力。沙棘多酚在模擬腸道環境中降解60%，而沙棘多酚在酪蛋白和乳清蛋白的保護下，可以保留65%，隨著酪蛋白和乳清蛋白的酶水解，多酚被緩慢釋放，具有更高的生物利用度。受到蛋白載體的保護，多酚類物質可以在消化分解前遞送至腸道[70-72]，維持較高的活性濃度。多酚-蛋白體系在食品領域也表現出巨大潛能。不僅可以提高隔水性，多酚-蛋白薄膜通常表現出更優異的抗氧化和抗菌性能[73]。Maroufi等[74]利用百里香酚、玉米醇溶蛋白和雙醛卡拉膠制備了明膠膜，該膜的拉伸強度（約72 MPa）比純明膠膜高20倍，同時百里香酚（0.25 mg·mL-1和0.50 mg·mL-1）表現出一定的抗氧化和抗菌活性，當百里香酚的質量濃度為0.50 mg·mL-1時，抗氧化活性提高46.5%，對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抑菌圈直徑分別為10.3 mm和6.2 mm。另外有研究表明，多酚-蛋白抗菌膜的抗菌活性與多酚含量和釋放量密切相關[75]。Kavoosi等[76]制備了含百里香酚的明膠膜，發現不含百里香酚的明膠對枯草芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和銅綠假單胞菌均沒有抑菌活性，而含有百里香酚的明膠對革蘭氏陽性菌的抑制活性高于陰性菌，且隨著百里香酚濃度升高，抑菌效果增強，當明膠膜中百里香酚的含量達到8%（W/W）時，對枯草芽孢桿菌、大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑制率達到100%。不同植物來源的單寧酸與蛋白質制備成明膠膜同樣具有抗菌活性，Cano等[77]利用白皮葡萄、紅皮葡萄和橡樹皮中的單寧酸分別制備活性膜（GWb，GRb和GOb），并評價了不同活性膜對大腸桿菌和李斯特菌的抑菌活性，結果顯示3種活性膜的最低抑菌濃度（MIC）在6～25 mg·mL-1，其中GWb的抑菌活性最佳。通過蛋白質和多酚在各種基材上的界面組裝，建立了一種簡單而通用的功能材料組裝策略[78]（圖6A）。多酚-蛋白質膠囊用于闡明不同蛋白質和多酚之間的主要相互作用。組裝的蛋白質保留了它們的結構和功能，從而使其能夠應用各種領域。Du等[79]展示了一種新型的防腐劑涂層，該涂層由單寧酸和明膠之間的分子間氫鍵自組裝驅動。該涂層具有理想的抗菌、抗氧化效果以及良好的粘附能力，表現出理想的防腐性能（圖6B）。

5 多酚-脂質體納米材料的制備及應用

多酚類物質在脂質雙層中的定位及其對卵磷脂膜的影響可歸因于多酚類物質的結構特征。這些都是設計脂質體遞送系統時應考慮的重要因素[80]（圖6C）。由茶多酚和脂質體形成的復合涂層具有緩釋的性能，使其能夠成為長效的保鮮材料[81]（圖6D）。脂質體是一種具有兩親性的自組裝球形雙層傳遞系統，由彎曲的脂質雙層組成[82]。由于其良好的生物相容性、可降解和可控釋放等優勢被廣泛的用于醫學、食品科學以及化妝品等領域，被認為是十分強大的藥物遞送系統[83]。為構建穩態的多酚納米遞送系統，Das等[84]將阿霉素、槲皮素和EGCG包封在脂質體中，形成了穩定的納米顆粒，其中槲皮素和EGCG的包封率分別達到96.8%和98.0%，并且包封在脂質體中的槲皮素和EGCG的生物利用度得到提高，可持續釋放10 d。

Rao等[85]將香芹酚（Car）包埋在β-環糊精（β-CD）中，形成β-環糊精-香芹酚包合物（β-CD-Car），并制備了β-環糊精-香芹酚脂質體（β-CD-Car-Lip）和ε-聚賴氨酸包被的β-CD-Car脂質體（ε-PL/β-CD-Car-Lip）。結果表明，ε-PL/β-CD-Car-Lip在25 ℃和4 ℃下均可以有效延緩香芹酚的釋放，192 h內累積釋放分別為69%和60.4%，且抑菌效果最佳，對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的最低抑制濃度分別為0.025 mg·mL-1和0.05 mg·mL-1，顯著低于香芹酚的最低抑菌濃度（兩種菌均為0.32 mg·mL-1），證明ε-聚賴氨酸包被的β-CD-Car脂質體可以降低香芹酚的體外釋放速率，并提高其抗菌活性。Sepahvand等[86]證明了百里香酚及其納米脂質載體對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌效果優于亞硝酸鹽。此外，脂質體還可以和殼聚糖、水凝膠聯用以提高多酚類物質的生物利用度。Ezzat等[87]通過乙醇注射法制備了兒茶素-殼聚糖-脂質體復合材料（CHS），與未經脂質體包埋的相比具有更高的穩定性，顯著提高了大鼠口服生物利用度，其中最高血藥濃度提高1.53倍，血藥濃度達峰時間延長1.99倍，藥效可持續更長時間。Joraholmen等[88]制備了白藜蘆醇（RES）水凝膠脂質體并將其用于治療沙眼衣原體感染，結果發現與游離的RES相比，脂質體和水凝膠的組合進一步延緩了RES的釋放，增強RES的抗菌和抗炎癥活性。在低質量濃度（1.5 ?g·mL-1和3 ?g·mL-1）下，脂質體RES對沙眼衣原體的抑制效果（78%和94%）高于由游離RES（43%和72%）。

6 總結與展望

針對細菌感染性疾病的問題，抗生素在實際應用中仍發揮至關重要的作用，但長期使用引發的耐藥性問題不容忽視，僅依靠傳統抗生素不能對耐藥菌高效殺傷，并且可能會加速超級細菌的爆發，因此迫切需要研發新型抗菌劑。近年來，利用納米生物技術以植物天然產物為對象構建新型抗菌生物材料，為解決耐藥菌這一困境提供了新的途徑并取得了重大進展。本文綜述了植物天然多酚與不同物質共同組裝構建的納米體系及其在抗菌領域中應用潛力，如多酚-水凝膠可應用于傷口敷料、抗菌涂層；多酚和蛋白質所制備的薄膜同時具有良好的機械性能、抗菌和抗氧化活性；多酚-脂質體應用于藥物遞送系統，可有效延緩藥物釋放。這些研究結果表明，將多酚與金屬、水凝膠、蛋白質和脂質體等物質制備而成的納米材料在前期試驗中均展現出良好的抑菌效果。然而，多酚自組裝抗菌生物材料的臨床轉化仍處于初步階段，從實驗室研究到臨床轉化面臨著諸多阻礙和挑戰。

首先，天然多酚的不穩定性導致其在體內的生物利用度十分有限，活潑的羥基作為多酚活性功能的結構基礎，對pH、光照、溫度和金屬離子等極其敏感，在體內外易發生氧化、聚合，導致多酚結構改變、快速降解以及生物利用率降低，所以為了在抵達病灶部位時仍表現出理想生物活性往往需要較高的濃度，而高濃度的多酚可能會引起肝毒性等毒副作用；其次，納米抗菌材料的良好安全性是應用的前提。構建協同抗菌材料往往涉及復雜的工藝和修飾，所使用的試劑對環境和人體存在潛在的威脅，且多酚納米材料進入人體后的代謝降解、在不同器官間的轉移和累積還未得到全面解析，體內安全評估體系仍有待完善；最后，雖然新型多酚材料在動物感染試驗中取得滿意的結果，但其發揮生物活性的工作機制尚未明晰，能否滿足臨床抗菌劑的要求仍需進一步深入研究。生物體代謝復雜，多酚納米材料在體內的生理穩定性、刺激響應性和靶向富集能力有待提高，從試驗研發到實際應用仍需要廣泛的臨床證據。為促進多酚抗菌材料的研發和臨床轉化，需開發簡單、綠色和經濟的合成方法，通過對多酚的合理設計，構建可針對感染部位的靶向遞送體系，獲得高穩定性、高活性和高生物安全性的新型多酚材料，提高多酚的生物利用率，實現協同高效，以應對多發耐藥菌的嚴峻形勢。

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