硫化铋(二氧化碲)/抗生素/壳聚糖敷料的制备及其生物活性研究

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皮肤是人类身体最外层的一道屏障,一旦受损容易导致外界细菌侵入,造成感染。临床上大量抗生素的使用及滥用,使得细菌中耐药菌数量极大增加,许多传统抗生素对耐药菌失去疗效。传统敷料对于促进伤口愈合及对抗耐药菌感染效果不佳,因此开发新型伤口敷料是备受关注的研究热点。壳聚糖(Chitosan)具有良好的生物相容、无抗原、无毒、止血、吸水保湿性,但其抗菌性能满足不了对抗伤口感染的要求;本课题组前期发现硫化铋(Bi2S3)纳米材料与庆大霉素(GEN)及二氧化碲(TeO2)与头孢噻肟(CTX)具有协同抗耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)作用,并且Bi2S3具有良好的光热响应,能有效提高材料的抗菌性能。在此基础上,本研究制备了Bi2S3/GEN/CS敷料及TeO2/CTX/CS敷料,对敷料进行表征,测定了敷料的物理性能、对临床常见耐药菌MRSA的抗菌性能,并进一步研究了其对正常小鼠细胞的毒性及对小鼠耐药菌感染伤口的愈合作用。本论文的主要研究内容及结果如下:(1)通过原位合成及浸泡法制备Bi2S3/GEN/CS复合敷料。通过X-射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)确定Bi2S3的成功合成及敷料的结构。对敷料的孔隙率、吸水性及保湿性,在近红外光(NIR)下对MRSA的抗菌活性、机理及对正常小鼠细胞(L929)的毒性及促凝血性进行了测试。实验结果显示,复合敷料为多孔海绵结构,其多孔性为44%以上,吸水率可达900%,保湿性达20 h;在NIR光照10 min时,边长1 cm含0.2 g GEN的复合敷料对MRSA抑制率为99.4%。NIR光照复合敷料产生热量、促进敷料中Bi2S3和GEN释放、对细胞结构破坏均为导致细菌死亡的原因。复合敷料对细胞无明显毒性,对体外凝血具有一定的促进作用。(2)在NIR下Bi2S3/GEN/CS敷料对小鼠MRSA感染伤口的愈合作用。实验结果表明,在NIR下复合敷料具有良好的光热效应,光照5 min敷料表面温度提升达16.8℃;结合Bi2S3与GEN的协同作用,能有效减少伤口处细菌的数量;通过减少炎症细胞数量、减少伤口瘢痕组织而促进伤口愈合。仅在术后第3天,NIR下Bi2S3/GEN/CS敷料组小鼠伤口即可愈合47.01%。(3)通过原位合成及浸泡法合成TeO2/CTX/CS敷料。通过SEM观察为其多孔海绵结构,孔径为50-100μm,孔隙率为63%,保水性良好,达到20 h以上。与Bi2S3/GEN/CS 敷料不同,1 cm 边长含 0.2 g CTX 的 TeO2/CTX/CS 敷料对 MRSA的抑制率高达96.34%。复合敷料作用后的细胞存活率仍有90%以上;敷料对体外凝血具有促进作用。
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