卤化壳聚糖抗菌敷料的电化学制备及应用研究

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皮肤作为人体最大的器官,在日常活动中受伤几率最大。皮肤一旦形成伤口,细菌极易侵入导致感染,延长伤口愈合时间,严重者会导致败血症危及生命。因此,抗菌伤口敷料的研究开发受到越来越多的关注。然而,目前制备抗菌敷料仍存在不少问题,如制备工艺复杂、使用大量有机试剂、生物相容性差、无法精确控制抗菌成分的含量等。为此,本课题提出采用电化学方法快速、绿色、可控制备一种含卤胺结构的壳聚糖抗菌敷料。通过电化学阴极沉积制备壳聚糖水凝胶膜,再通过阳极卤化将具备抗菌功能的卤胺结构引入水凝胶膜中。该膜可以从电极上剥离,获得自支持的卤化壳聚糖抗菌敷料。  利用衰减全反射红外光谱(FTIR-ATR)、紫外-可见光谱(UV-vis)、X射线光电子能谱(XPS)和场发射扫描电子显微镜(SEM)等方法表征卤化壳聚糖膜的形貌和结构。通过碘量滴定法测定卤化壳聚糖膜中卤胺N-Cl的含量。结果表明,壳聚糖可通过电极反应原位生成卤化试剂而被卤化,其N-Cl含量与阳极输入的电量呈正相关。卤化过程同时伴随着对糖单元的氧化。  细菌实验表明卤化壳聚糖膜对大肠杆菌和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的生长具有显著抑制作用,通过破坏细菌表面结构,导致细菌死亡。采用MTT法对卤化壳聚糖膜的细胞毒性进行评价,表明该材料具有良好的细胞相容性。进一步在小鼠背部建立全皮层缺损伤口模型,研究卤化壳聚糖抗菌敷料对表皮伤口愈合效果。结果表明,与壳聚糖敷料相比,卤化壳聚糖抗菌敷料能够加速伤口愈合。对伤口处形成的新生组织进行组织学分析,结果表明经卤化壳聚糖处理后新生组织表皮完整,真皮层出现分层结构化,新生毛囊和毛细血管以及取向结构胶原的沉积更为显著。这项研究显示出电化学手段在材料结构构建和功能化中的潜在优势,同时研究工作为抗菌伤口敷料的设计和制备提供了新思路。
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