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陜科大王學(xué)川/黨旭崗、四川大學(xué)王彩虹 CEJ:可溶性纖維素基抗菌材料可持續(xù)簡(jiǎn)易合成新策略
2023-06-05  來(lái)源:高分子科技

  隨著石油化工技術(shù)的發(fā)展,越來(lái)越多的石油基合成聚合物被廣泛運(yùn)用在各個(gè)領(lǐng)域(傷口敷料、醫(yī)療器械、食品包裝)。然而,石油基聚合物的廣泛應(yīng)用已引發(fā)了日益嚴(yán)重的環(huán)境污染和人類健康問(wèn)題,促使科學(xué)家不斷尋找環(huán)保和安全的替代品。纖維素作為一種豐富的天然生物質(zhì)有機(jī)高分子材料,基于其良好的性能(成膜、可生物降解及生物相容性等),可用以解決目前人類所面臨的許多問(wèn)題。


  最近,陜西科技大學(xué)生物質(zhì)與功能材料研究所王學(xué)川教授、黨旭崗副教授與四川大學(xué)王彩虹副教授合作,提出了一種制備具有良好的生物相容性、溶解性、低浸出性和抗菌性能的新型可溶性纖維素基抗菌材料的新策略,相關(guān)研究成果發(fā)表于國(guó)際化工領(lǐng)域著名期刊Chemical Engineering Journal (IF: 16.744)。主要利用天然纖維素(MCC)良好的可再生性、生物相容性、生物降解性和成膜特性等,以及吲哚衍生物(IAA)良好的快速反應(yīng)性、無(wú)毒性和抗菌特性,通過(guò)可持續(xù)簡(jiǎn)易一鍋法制備了一種新型可溶性纖維素基抗菌材料(CIs)。所制備生物質(zhì)抗菌材料具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)具有良好的生物相容性、溶解性、細(xì)胞生物活性、熱穩(wěn)定性和抗菌性能;(2)與其它聚合物的具有良好的混溶性;(3)原料廉價(jià)易得,使用“可持續(xù)一鍋法”合成,簡(jiǎn)單高效;(4)經(jīng)在水中浸泡后不會(huì)發(fā)生浸出和遷移,具有無(wú)毒性和環(huán)境友好性。本研究不僅實(shí)現(xiàn)了天然生物資源的可持續(xù)和高價(jià)值利用,并為發(fā)展綠色生物質(zhì)基抗菌材料提出了新的建議。 


圖1. CIs的合成及性能特征示意圖


  圖2展示了新型可溶性纖維素基抗菌材料CIs與PCL-CI的抗菌效果,所制備的CI1、CI2、CI3、CI4和CI5表現(xiàn)出了良好的抗菌性能,其中取代度較高的CI3對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌作用最強(qiáng)。由CI3與PCL復(fù)配制備的PCL-CI20膜的SEM圖像表明,PCL-CI20膜上所的接種大腸桿菌細(xì)胞膜及細(xì)胞壁均受到了明顯的破壞。可知,PCL-CI20具有良好的抑制細(xì)菌生長(zhǎng)和破壞細(xì)菌細(xì)胞膜的能力。 


圖2


圖3. PCL-CI10、PCL-CI15、PCL-CI20的生物相容性


  該研究成果以Sustainable one-pot synthesis of novel soluble cellulose-based nonionic biopolymers for natural antimicrobial materials發(fā)表于國(guó)際化工領(lǐng)域著名期刊Chemistry Engineering Journal(DOI: 10.1016/j.cej.2023.143810)。陜西科技大學(xué)碩士研究生余珍福為該論文的主要完成人,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四川大學(xué)王彩虹教授。


  原文鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S138589472302541X?dgcid=author#f0010

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