江南大学纺织科学与工程学院博士生张淑敏和任学宏教授等人近日在《Chemical Engineering Journal》上发表了题为“Hollow Nanosphere-doped Bacterial Cellulose and Polypropylene Wound Dressings: Biomimetic Nanocatalyst Mediated Antibacterial Therapy”的研究论文(DOI: 10.1016/j.cej.2021.134309)。该论文采用生物法制备了细菌纤维素包覆丙纶无纺布伤口敷料,并进一步负载具有葡萄糖响应催化性能的纳米酶材料用于抗菌感染治疗。
图1 具有葡萄糖响应催化性能的纳米酶掺杂细菌纤维素/丙纶伤口敷料用于细菌感染治疗示意图
随着临床上细菌耐药性愈发严峻,探索新型抗细菌耐药以及促进伤口愈合的治疗方法成为今后抗菌伤口敷料的研究方向。活性氧(ROS)分子已经被证实具有良好的抗菌效果。受到纳米酶在ROS调节方面的生物催化应用的启发以及ROS在抗菌方面的应用优势,研究具有ROS调节功能的纳米酶伤口敷料对伤口感染治疗将具有良好的应用前景。该研究首先制备了一种负载葡萄糖氧化酶的中空多孔纳米球Fe@HCMS/GOx,其能够有效催化生理水平的葡萄糖生成过氧化氢,通过Fe@HCMS的类过氧化物酶催化性能,进一步催化产生的过氧化氢分解生成具有抗菌效果更加优异的羟基自由基。为了更好的将Fe@HCMS/GOx用于伤口感染处理,研究团队采用细菌生物合成的方法在丙纶无纺布上生长细菌纤维素,并将Fe@HCMS/GOx负载到细菌纤维素/丙纶复合物上。得到的伤口敷料表现出优异的吸水保湿性能、透气性能以及良好的生物相容性,在正常生理浓度的葡萄糖存在下,表现出优异的抗菌效果,能够有效促进细菌感染伤口的愈合,为纳米酶材料在伤口感染治疗中的应用提供了新的设计思路。
图2 (a)丙纶无纺布在含Acetobacter xylinum的培养液中培养不同天数后的SEM图;(b)培养得到的细菌纤维素/丙纶复合物;(c)培养不同天数得到的细菌纤维素/丙纶复合物的透气性;(d)不同材料的含水性比较;(e)抗菌敷料的吸水性能测试
图3 (a)不同样品处理的小鼠伤口恢复图以及对应的(b)伤口面积和(c)不同天数下伤口恢复痕迹;(d)处理3天后伤口处的细菌存活量;(e)伤口的H&E以及Masson切片
江南大学纺织科学与工程学院博士生张淑敏为论文第一作者,通讯作者为任学宏教授。
原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1385894721058812?via%3Dihub
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