DOI:10.1016/j.matchemphys.2020.124087
臨床微生物感染已成為一種常見的綜合征，時刻威脅著患者的健康，而具有抗菌特性的可生物降解材料引起了人們越來越多的關注，其有望取代包括包裝和繃帶在內的傳統生物材料。在這項研究中，采用靜電紡絲法合成了一種可生物降解的聚酯聚羥基丁酸酯/聚ε-己內酯（PHB/PCL）纖維膜，其中含有季銨鹽鹵胺（HQAS）作為抗菌劑。通過原位聚合將作為pH響應性疏水劑的甲基丙烯酸二甲氨基乙酯（DMAEMA）接枝到PHB/PCL纖維膜上。分別用HCl和NH4OH處理得到親水膜和疏水膜。一方面，當表面經HCl溶液進一步處理后呈親水性時，該膜對大腸桿菌O157:H7（ATCC 43895）和金黃色葡萄球菌（ATCC 6538）表現出顯著的抗菌作用，并且該膜還具有顯著的血栓形成性，BCI為60.6％。另一方面，經NH4OH溶液進一步處理后，該膜對大腸桿菌O157:H7的抗菌效果較差，而膜表面顯示出優異的疏水性，平均接觸角為134°，具有自清潔性能，可減少細菌粘附。此外，pH響應性親水/疏水膜對UVA光照和儲存顯示出良好的穩定性和耐久性。因此，這類pH響應性親水/疏水抗菌膜在生物醫學材料中具有巨大的應用潛力。
圖1.HQAS前體的合成。
圖2.PHB/PCL-HQAS/DMAEMA/POSS纖維膜的制備。
圖3.a）PHB/PCL，b）PHB/PCL-HQAS/DMAEMA/POSS和c）PHB/PCL-HQAS/DMAEMA/POSS-Cl的SEM圖像。d）膜的FT-IR和e）XPS光譜。
圖4.a）PHB/PCL-HQAS/DMAEMA/POSS-Cl-OH-和PHB/PCL-HQAS/DMAEMA/POSS-Cl-H+的pH響應性親水/疏水性能以及b）N 1s和Cl 2p的XPS光譜。
圖5.a，b）不同膜對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌O157:H7的殺生物活性。c，f）接觸時間對PHB/PCL-HQAS/DMAEMA/POSS-Cl殺生物活性的影響。d，e）不同膜對細菌粘附特性的影響。膜a：PHB/PCL，膜b：PHB/PCL-HQAS/DMAEMA/POSS，膜c：PHB/PCL-HQAS/DMAEMA/POSS-Cl，膜d：PHB/PCL-HQAS/DMAEMA/POSS-Cl-H+，膜e：PHB/PCL-HQAS/DMAEMA/POSS-Cl-OH-。
圖6.抗菌機理示意圖。
圖7.膜的血液吸收行為：a）溶液的UV吸收率，b）凝血指數（BCI，圖7a中在542nm處）；c）處理過的膜的血液吸收（比例尺為5mm），和d）SEM；e）在膜的提取液中培養24小時后的細胞活性。膜a：PHB/PCL，膜b：PHB/PCL-HQAS/DMAEMA/POSS，膜c：PHB/PCL-HQAS/DMAEMA/POSS-Cl，膜d：PHB/PCL-HQAS/DMAEMA/POSS-Cl-H+，膜e：PHB/PCL-HQAS/DMAEMA/POSS-Cl-OH-。
圖8.a）纖維膜的TG和b）DTG曲線。c）和d）PHB/PCL-HQAS/DMAEMA/POSS-Cl的UVA穩定性和儲存穩定性。
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