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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)簡易合成新策略
2023-06-05  來源：高分子科技

  隨著石油化工技術(shù)的發(fā)展，越來越多的石油基合成聚合物被廣泛運用在各個領(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、無毒性和抗菌特性，通過可持續(xù)簡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：(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)原料廉價易得，使用“可持續(xù)一鍋法”合成，簡單高效；（4）經(jīng)在水中浸泡后不會發(fā)生浸出和遷移，具有無毒性和環(huán)境友好性。本研究不僅實現(xiàn)了天然生物資源的可持續(xù)和高價值利用，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對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌作用最強。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？芍琍CL-CI20具有良好的抑制細(xì)菌生長和破壞細(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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