【摘 要】
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细菌纤维素（Bacterial Cellulose,BC）在微生物发酵过程中产生,作为一种新型生物材料,由于具有机械强度高、亲水性好、无毒无害、可生物降解等诸多优点因而成为目前在生物医学领域的研究热点。然而由于BC本身并无抑菌功效,因此在一定程度上限制其在伤口辅料、食品防腐等方面的应用。氨基酸超分子水凝胶具有成本较低、生物相容性好等诸多优点,经Fmoc基团修饰的生物分子目前已被应用到伤口敷料、组织
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细菌纤维素（Bacterial Cellulose,BC）在微生物发酵过程中产生,作为一种新型生物材料,由于具有机械强度高、亲水性好、无毒无害、可生物降解等诸多优点因而成为目前在生物医学领域的研究热点。然而由于BC本身并无抑菌功效,因此在一定程度上限制其在伤口辅料、食品防腐等方面的应用。氨基酸超分子水凝胶具有成本较低、生物相容性好等诸多优点,经Fmoc基团修饰的生物分子目前已被应用到伤口敷料、组织细胞培养、药物载体等多种领域。本文将BC与Fmoc-F氨基酸结合,赋予BC较好的抗菌活性,成功制备出新型抗菌水凝胶以期扩大BC在生物医学领域中的应用。本论文以细菌纤维素为基本框架,添加具有一定抑菌效果的Fmoc-氨基酸自组装作用,二者通过氢键相互作用形成稳定的、并且具有较高机械强度的水凝胶,细菌纤维素与Fmoc-F氨基酸能够形成稳定的水凝胶,且通过流变学分析可知,制得的水凝胶随细菌纤维素添加量的增大机械强度增加。通过傅里叶红外光谱可知,细菌纤维素与Fmoc-F氨基酸通过氢键紧密结合,形成较为稳定的水凝胶。添加细菌纤维素后所制得的水凝胶具有较致密的结构,说明水凝胶的机械强度增加。内部结构更为紧实。结合抑菌圈法、菌落计数法实验比较出BC/Fmoc-F氨基酸水凝胶对于金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌类的革兰氏阳性菌具有较好的抑制作用,而对于大肠杆菌、铜绿假单胞菌等革兰氏阴性菌抑制作用相对较差。在本研究中,细菌纤维素与Fmoc-F复合而成的水凝胶对于金黄色葡萄球菌等革兰氏阳性菌具有较好的抑制作用,可以有效治疗由于致病性金黄色葡萄球菌引起的细菌感染。不添加细菌纤维素的Fmoc-F水凝胶和添加量为2 m L的BC/Fmoc-F水凝胶对金黄色葡萄球菌的抑菌效果较好,细菌存活率均在0.5%以下。对于革兰氏阴性菌引起的细菌感染问题,我们在BC/Fmoc-F水凝胶的基础上加入银离子,增强该水凝胶对于革兰氏阴性菌的抑制效果,表现出更强的抑菌性,该系列水凝胶具有良好的生物相容性并且临床上不易产生耐药性,可以有效用于伤口敷料,应对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等致病菌引起的伤口感染问题。我们成功制备了对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌均有较好抑制作用的BC/Fmoc-F/Ag+水凝胶,并且制得的水凝胶具有良好的机械性能。细菌纤维素/Fmoc-F/Ag+复合水凝胶之间通过氢键相连,紧密结合在一起。具有较好的机械性能并且内部结构紧实,具备水凝胶黏弹性的优良特征。单纯的细菌纤维素对于大肠杆菌。金黄色葡萄球菌并无抑制作用,并且添加一定量的细菌纤维素反而为细菌生长提供湿润多水的环境,促进其生长。在细菌纤维素/Fmoc-F水凝胶中添加银离子后相比于Fmoc-F水凝胶而言,对于大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抑菌效果均增强。单纯的Fmoc-F水凝胶对大肠杆菌等革兰氏阴性菌抑制作用相对较弱,因此添加银离子后扩大了水凝胶的抑菌范围,在一定程度上扩大了细菌纤维素/Fmoc-F的应用领域。并且有效缩短了抑菌时间。
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