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前沿 | 厉害了,这种纳米水凝胶不仅持久抗菌,还能防止细菌黏附

据统计,每年全国约有100万细菌感染的相关病例,细菌感染已成为医疗领域较为普遍而棘手的问题。如果能够开发出一种持久抗菌且生物相容性良好的材料,将其应用于医疗纺织品,应该可以大大减少细菌相关的感染,减少病患痛苦的同时,还可以减轻医疗资源和社会经济的负担。然而,抗菌整理过程复杂、生物相容性差、抗菌效果不够持久等问题,仍然制约着抗菌纺织品的开发和应用。


 


 

为寻求在抗菌纺织品方面的突破,东华大学俞建勇院士团队覃小红教授课题组针对抗菌纺织品开展了专项研究,并于2019年1月2日,在国际著名期刊《先进功能材料》(Advanced Functional Materials)在线发表了以《具有永久抗菌作用及抗细菌黏附特性的胍盐纳米凝胶》(Inherent Guanidine Nanogels with Durable Antibacterial and Bacterially Antiadhesive Properties,DOI:10.1002/adfm.201806594)为题的最新研究成果。


 

纳米水凝胶接枝于棉织物赋予棉织物抗菌防细菌黏附功能,抗感染动物实验证实纳米水凝胶生物相容性优良


 

该研究团队采用自由基聚合法将苯乙烯(St)、聚己内酯-甲基丙烯酸羟乙酯(PCL-HEMA)和聚六亚甲基胍-甲基丙烯酸酯(M-PHGC)等单体聚合,一步法合成了具有持久抗菌与防细菌黏附的纳米水凝胶。这种纳米水凝胶呈球形结构,大小约为200nm。

与传统的载药纳米颗粒不同,该纳米水凝胶中的的抗菌成分以单体形式聚合于材料中,通过破坏细胞膜,引起细胞裂解的方式快速杀死与之接触的细菌,而且材料大分子链上的抗菌盐酸胍链段和疏水聚己内酯分子链可有效预防细菌在棉织物表面的黏附,所以,可以获得更强的杀菌力和更持久的抗菌效果。另外,通过抗感染动物实验证实,这种纳米水凝胶还具有良好的生物相容性,对预防伤口感染有积极作用。


 

抗菌纳米水凝胶接枝于棉织物后,棉织物具有优异的抗细菌黏附功能


 

实验结果显示,这种纳米水凝胶具有较好的热力学稳定性,可以耐受织物后整理过程中的各种环境,大大方便了其应用于纺织品后整理过程中。将其接枝于棉织物材料表面,可使棉织物本身具有持久抗菌防细菌黏附的功能,可有效防止细菌在棉织物上的繁殖增生。

接枝后的棉织物经50次机械洗涤后,对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌效率仍可达86%以上。因此,可以将其应用于功能性服装、医用绷带、多功能抗菌敷料及生物医用纤维素基材料等领域。

该项目的研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、上海市教委科研创新计划重大项目等资助。

(来源:纺织导报官微)

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