水凝膠具有與生物組織相似的大分子結(jié)構(gòu)和高親水性,在負(fù)載抗菌劑或者引入抗菌組分后,可以用作皮膚替代材料和親水敷料,避免創(chuàng)面感染引起的炎癥反應(yīng)。然而,傳統(tǒng)的水凝膠存在力學(xué)性能差,抗菌能力弱,不適合用于傷口敷料。因此,開發(fā)具有生物相容性、生物降解性、力學(xué)機(jī)械性、柔軟性、透氣性、柔韌性、透明度、自由成形性和抗菌性等多功能優(yōu)點(diǎn)的理想水凝膠。
最近,齊魯工業(yè)大學(xué)楊茂副教授與陜西科技大學(xué)黨旭崗副教授合作,提出了一種制備高強(qiáng)度、高抗菌水凝膠創(chuàng)傷敷料的新策略。該工作主要基于明膠良好的生物相容性和生物降解性,水性聚氨酯(WPU)良好的力學(xué)機(jī)械性,天然生物質(zhì)殼聚糖(CMCS)良好的親疏水可調(diào)性及抗菌特性,利用乳液聚合反應(yīng)、高分子自主裝技術(shù)成功地構(gòu)筑了一類潛在的抗菌水凝膠膜材料,表現(xiàn)出了良好的細(xì)胞相容性和可生物降解性,以及優(yōu)異的力學(xué)機(jī)械性和抗菌性能。
圖1.高強(qiáng)度、高抗菌水凝膠的設(shè)計(jì)策略示意圖
圖2. 展示了水凝膠較強(qiáng)的機(jī)械性能和抗菌性能,當(dāng)CMCS含量為6%時(shí),其抗張強(qiáng)度為31.69 MPa,斷裂伸長率為447.187,吸水率為12.75,對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌表現(xiàn)出良好的抗菌性。
圖2. 不同CMCS含量的水凝膠的機(jī)械強(qiáng)度和抗菌性能。a)水凝膠的干強(qiáng)度。b)水凝膠的濕強(qiáng)度。c)水凝膠的吸水溶脹性和溶脹比。d)水凝膠的TG圖。
該研究成果以High-mechanical strength carboxymethyl chitosan-based hydrogel film for antibacterial wound dressing為題于近日發(fā)表在Carbohydrate Polymers上(DOI:https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2020.117590)。通訊作者是陜西科技大學(xué)生物質(zhì)與功能材料研究所黨旭崗副教授和齊魯工業(yè)大學(xué)楊茂副教授 ,第一作者是齊魯工業(yè)大學(xué)碩士研究生張敏。
原文鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S014486172031763X
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