DOI:10.1016/j.jcis.2020.11.072
抗菌電紡納米纖維由于承載抗生素的能力較差，需要使用有毒的有機溶劑來提高抗生素的載藥量，因此其廣泛應用受到了限制。基于天然賦形劑的納米纖維，例如環糊精（CD）基納米纖維，可以攜帶大量抗生素，同時通過包合作用獲得更好的穩定性。采用靜電紡絲法制備納米纖維，并通過電子顯微鏡分析以研究纖維的形態。通過1H NMR、FTIR和XRD分析包合物的形成。采用TGA對纖維進行熱分析。通過從頭算建模研究以計算抗生素與CD的絡合能。采用圓盤擴散法測定了纖維的抗菌活性。所制備的無珠抗菌納米纖維的平均直徑在290至550nm之間。通過FTIR和1H NMR證實CD和抗生素之間形成了包合物（IC），由XRD分析得出抗生素結晶峰的消失進一步證實了這一點。納米纖維的熱分析表明，該制劑具有良好的抗生素包封率（45％-90％）。從頭算模擬表明，慶大霉素的絡合能最高，其次是卡那霉素、氯霉素和氨芐青霉素。該抗菌納米纖維可迅速溶解在水和人工唾液中，從而成功釋放出CD抗生素復合物。此外，該納米纖維對革蘭氏陰性大腸桿菌表現出較高的抗菌活性。
圖1.HP-β-CD（a）和高效抗生素，即氯霉素（CAP），氨芐青霉素（AMP），卡那霉素（KAN）和慶大霉素（GEN）（b）的化學結構。CD和抗生素之間的包合作用示意圖（c）和靜電紡絲工藝（d）示意圖。
圖2.以1:1（a-d）化學計量比生產的HP-β-CD@抗生素纖維和原始HP-β-CD纖維的掃描電子顯微照片：（a-i）HP-β-CD@AMP（1:0.05），（b-i）HP-β-CD@CAP，（c-i）HP-β-CD@GEN和（d-i）HP-β-CD@KAN。從（a-ii）至（d-ii）顯示了各個纖維的統計直徑分布。以1:0.05（e-h）化學計量比生產的HP-β-CD@抗生素纖維和原始HP-β-CD纖維的掃描電子顯微照片：（e-i）HP-β-CD@AMP，（f-i）HP-β-CD@CAP和（g-i）HP-β-CD@GEN以及（h-i）HP-β-CD@KAN。從（e-ii）至（h-ii）顯示了各個纖維的統計直徑分布。
圖3.抗生素和納米纖維墊包合時的FTIR光譜。虛線對應于保留在纖維中的抗生素的特征鍵振動。在180％（w/v）HP-β-CD下制備納米纖維。HP-β-CD與相應抗生素之間的摩爾比為1:1。左圖顯示整個范圍，而右圖顯示各FTIR光譜的窄范圍。
圖4.（a）GEN粉和HP-β-CD@GEN纖維，（b）CAP粉和HP-β-CD@CAP纖維，（c）KAN粉和HP-β-CD@KAN纖維，以及（d）AMP粉和HP-β-CD@AMP纖維的1H-NMR光譜。HP-β-CD與相應抗生素之間的摩爾比為1:1。
圖5.HP-β-CD@抗生素纖維和空白HP-β-CD纖維的TGA和差示TG熱分析圖：（a）空白（cHP-β-CD=180％（w/v）），（b）AMP（cHP-β-CD=180％（w/v）），（c）CAP（cHP-β-CD=180％（w/v）），（d）GEN（cHP-β-CD=180％（w/v））和（e）KAN（cHP-β-CD=180％（w/v））。插圖顯示了相應抗生素的熱分析圖。左邊的（i）系列顯示了HP-β-CD和HP-β-CD@抗生素纖維的熱分析圖，右邊的（ii）系列顯示了HP-β-CD和HP-β-CD@抗生素纖維熱分析圖的一階導數。
圖6.抗生素和含HP-β-CD的包結絡合納米纖維的廣角XRD圖。
圖7.含有GEN、KAN、CAP和AMP的HP-β-CD纖維的溶出度測試。在室溫下使用人工唾液進行溶出度測試。
圖8.HP-β-CD與抗生素包合作用的分子模擬。
圖9.通過圓盤擴散分析評估HP-β-CD@抗生素納米纖維墊對大腸桿菌的抗菌活性：（a）原始HP-β-CD纖維；（b）對照，不溶于水的聚酰亞胺纖維，顯示墊子的初始直徑；（c）HP-β-CD@AMP纖維（1:0.05），（d）HP-β-CD@KAN纖維（1:0.05），（e）HP-β-CD@GEN纖維（1:0.05）和（f）HP-β-CD@AMP纖維（1:1），在37℃下處理24h。
微信二維碼
