DOI:10.1021/acsami.0c19016
電紡聚酰胺（PA）納米纖維在醫學上具有巨大的應用潛力（在皮膚科中作為抗菌復合載體或外科縫合線）。但是，人們對于這些材料上的微生物定植知之甚少。為了分析納米纖維表面生物膜的形成及其形態對生物膜形成的影響，需要選擇合適的方法并對其進行優化。在此，研究者分析了未經AgNO3官能化和經AgNO3官能化的11種PA納米材料，并通過臨床相關細菌（大腸桿菌CCM 4517、金黃色葡萄球菌CCM 3953和表皮葡萄球菌CCM 4418）測試了生物膜的形成。通過四種不同的方法，證實了所有這些細菌都附著在PA上并形成生物膜。但是，所選擇的方法也會影響結果。為了研究所選細菌形成的生物膜，通過掃描電子顯微鏡、刃天青染色和菌落形成單位計數取得了可比結果。由于CV染料與PA結構的結合，通過結晶紫（CV）染色獲得的值具有誤導性。此外，納米纖維形態參數（纖維直徑和透氣性）和AgNO3功能化對生物膜的成熟度有著顯著的影響。此外，還揭示了透氣性與表面密度和纖維直徑之間的相關性。統計分析表明，纖維直徑是影響生物膜形成的關鍵因素（p≤0.01）。用AgNO3（0.1wt％）對PAs進行功能化可有效抑制生物膜的形成。0.1wt％AgNO3官能化PA與未官能化PA8％2g/m2對生物膜的影響相同。因此，生物膜的形成可能會受到上述形態參數的影響，最終降低被污染醫療器械感染的風險。
圖1.PA8％12g/m2、PA12％13g/m2、PA15％5g/m2和PA12％ 0.5wt％AgNO3結構的SEM圖像。
圖2.大腸桿菌CCM 4517、金黃色葡萄球菌CCM 3953和表皮葡萄球菌CCM 4418在所選PA納米材料上形成生物膜的SEM圖像（放大倍數10,000x）。
圖3.通過CV染色評估PA納米材料上大腸桿菌CCM 4517、金黃色葡萄球菌CCM 3953和表皮葡萄球菌CCM 4418細菌菌株對生物膜形成的影響。
圖4.通過刃天青染色評估PA納米材料上大腸桿菌CCM 4517、金黃色葡萄球菌CCM 3953和表皮葡萄球菌CCM 4418細菌菌株對生物膜形成的影響。
圖5.通過計算PA12％ 0.5％AgNO3 10g/m2小于1.0·101 CFU/cm2的CFU計數，評估PA納米材料上大腸桿菌CCM 4517、金黃色葡萄球菌CCM 3953和表皮葡萄球菌CCM 4418細菌菌株對生物膜形成的影響。為了進行枚舉，使用最低可計數的CFU數（1.0·101）。
圖6.刃天青染色的校準曲線顯示了刃天青還原成試鹵靈與細菌濃度的關系（細菌菌株：大腸桿菌CCM 4517、金黃色葡萄球菌CCM 3953和表皮葡萄球菌CCM 4418）
圖7.大腸桿菌CCM 4517、金黃色葡萄球菌CCM 3953和表皮葡萄球菌CCM 4418在8％PAs上形成生物膜的SEM圖像（放大倍數10000x）。生物膜主要在粗纖維上形成。
圖8.大腸桿菌CCM 4517、金黃色葡萄球菌CCM 3953和表皮葡萄球菌CCM 4418在PA8％2g/m2和PA12％10g/m2 0.1wt％AgNO3上形成生物膜的SEM圖像（放大倍數10000x）。
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