无抗生素纳米抗菌剂:现状、挑战与展望

耐药性细菌和生物膜相关的感染性疾病严重威胁全球公众健康。随着纳米技术在抗菌领域的渗透和发展,研发基于无抗生素的新型纳米抗菌剂在避免耐药性产生以及抗菌治疗方式的选择方面提供更多可能性。本文从细菌耐药性的产生机制出发,阐述利用纳米材料自身独特的理化性质,实现自体抗菌;作为纳米酶,利用类酶活性催化底物产生活性氧簇(ROS)等抗菌;随后讨论了构建随内源性/外源性环境刺激响应,以及协同多种新型治疗方式的智能纳米抗菌剂,实现高效抗菌。最后,提出了目前面临的挑战及临床应用前景,为开发更加安全、高效的纳米抗菌剂提供借鉴。     

抗菌聚合物纳米纤维的研究进展

静电纺丝技术是制备功能聚合物纳米纤维的一种简单而有效的方法。由电纺纳米纤维堆砌而成的无纺织物具有巨大的比表面积,赋予其广泛的应用前景。通过在电纺聚合物纳米纤维中添加各类抗菌剂或对其表面进行化学改性,制备具有优异抗菌性能的新型功能聚合物纳米材料,将进一步拓展电纺纳米纤维在生物医学、过滤、精密制造等领域的应用。本文基于抗菌纳米纤维的分类进行总结,介绍国内外抗菌聚合物纳米纤维的研究现状,并对抗菌纳米纤维的未来发展进行了探讨。     

N-卤胺类高分子与纳米抗菌材料的制备及应用

在诸多的抗菌剂中,N-卤胺类抗菌剂作为新型抗菌剂,具有高效、持久、广谱、可再生、无毒和对环境无污染等优点,是一种绿色环保高效的抗菌剂。因此,对N-卤胺类抗菌剂的研究受到广大学者的高度重视。本文综述了高分子N-卤胺和纳米N-卤胺抗菌材料的合成途径以及应用。高分子N-卤胺材料的合成主要包括三种方法:由单体聚合得到的高分子N-卤胺;N-卤胺前驱体接枝在其他高分子材料表面而形成的接枝聚合物;以及共混、静电纺丝、包覆等其他手段。对于N-卤胺抗菌材料而言,接触面积对其抗菌活性至关重要,纳米尺寸的N-卤胺抗菌材料具有非常大的比表面积,因而显示出更加优异的抗菌性能。本文着重介绍了纳米N-卤胺抗菌材料的研究进展和发展方向,并在分析N-卤胺基抗菌材料研究现状的基础上,对其开发和应用前景进行了展望。     

抗菌涂料的研究进展

抗菌涂料是涂料发展研究的重要方向之一。抗菌涂料是指在涂料中加入抗菌剂,使涂料具有抗菌性能,当用于室内涂装时可以有效降低居室、家具以及电器等表面的细菌密度。常用的抗菌剂包括有机抗菌剂、无机抗菌剂和天然抗菌剂3种。该文对抗菌涂料常用的3种类型抗菌剂进行介绍,并对其抗菌机理进行概述。     

抗菌聚合物的研究进展

微生物感染已经成为人类健康的第一杀手,同时给人们带来了巨大的经济损失,特别是在公共医疗卫生、食品安全等方面。使用抗菌剂是防治微生物滋生和繁殖的有效手段。与无机抗菌剂、有机抗菌剂和天然抗菌剂相比,抗菌聚合物因其有效官能团密度高、低毒、长效等优点,正成为目前科研的热点。本文介绍了抗菌聚合物的制备方法、分类和抗菌机理,并基于近五年来的文献资料,综述了在医疗领域、食品领域和纺织领域中抗菌聚合物的研究进展。     

有机高分子抗菌剂的制备及抗菌机理

综述了有机高分子抗菌剂的研究进展,分别对带有季铵盐、季鳞盐、有机锡、吡啶类、胍盐类、卤代胺类和壳聚糖衍生物类七种抗菌基团的有机高分子抗菌剂的合成及应用等方面作了评述.重点介绍了季铵盐与季鳞盐两种有机高分子抗菌剂的发展情况,对季铵盐和季鳞盐应用于抗菌剂领域的优劣进行了比较.介绍了近几年发展较快的几种有机高分子抗菌剂的制备...     

抗菌塑料的研究进展简述

介绍了无机、有机和天然生物三类抗菌剂,重点介绍了无机抗菌剂的种类和应用现状;对比了五种常用抗菌塑料制备方法,直接添加法、抗菌母粒法、表面黏合法、层压法和后加工处理法;针对国内外抗菌塑料的检测标准,简单介绍了最常用的评价抗菌性能的两个指标,抗菌率和抑菌环;最后对抗菌塑料的发展做了一些展望。     

新型高分子季鏻盐改性抗菌塑料的制备及性能研究

高分子季鏻盐抗菌剂具有安全、高效的特点,使用过程中不会通过皮肤组织进行渗透。本文将实验室自制的新型高分子季鏻盐抗菌剂粉末与低密度聚乙烯(LDPE)基体材料共混,通过熔融挤出法制备了含梯度浓度抗菌剂的抗菌塑料,研究了不同抗菌剂添加浓度对基体材料熔融性质及其抗菌性能的影响,并探讨了抗菌塑料的生物安全性。结果表明,梯度浓度的抗菌剂改性塑料对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均有良好的抗菌效果;生物安全性测试结果表明,抗菌塑料的细胞毒性为0级,说明抗菌塑料具有较高的生物安全性。     

茶皂素―金属复合抗菌剂的制备及抗菌性能研究

通过抑菌环法探讨了茶皂素、金属离子、茶皂素―金属复合抗菌剂对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌活性,考察了茶皂素纯度、浓度、金属离子种类等因素对抗菌剂抗菌活性的影响。结果表明,茶皂素的抗菌活性与单一的金属离子的抗菌活性相当,茶皂素对大肠杆菌的最低抑制浓度为5 mg/mL,对金黄色葡萄球菌的最低抑制浓度是10 mg/mL;茶皂素与金属离子复配抗菌活性具有协同效应,尤其茶皂素―锌复合抗菌剂对大肠杆菌的抑制效果大大加强。     

化学键合法制备长效抗菌聚对苯二甲酸乙二醇酯材料及其性能

通过化学反应将抗菌剂聚六亚甲基盐酸胍(PHMG)键合到聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基体上,制得抗菌剂质量分数为15%的PET抗菌母料(PET-g-PHMG),PHMG与PET的键合效率达93.7%.透射电子显微镜(TEM)结果表明,化学键的键合作用提高了PHMG与PET的相容性,使得极性的PHMG以纳米尺寸均匀分布在PET-g-PHMG中.在PET基体中添加少量PET-g-PHMG,可制成不同抗菌剂含量的PET样品,抗菌母料PET-g-PHMG的添加可抑制PET基体的降解,提高抗菌PET样品的特性黏度.所得抗菌PET样品对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均在99%以上,即使反复水洗,抗菌性能也无明显降低.该抗菌PET样品具有良好的可纺性,通过熔融纺丝可以制成抗菌PET纤维,其抗菌性能具有耐水洗性,抗菌动力学测试结果表明,该抗菌PET样品对革兰氏阴性和阳性细菌还具有较快速的杀灭作用.     

温敏性抗菌水凝胶的制备与控释技术研究进展

温敏水凝胶是一类通过感知温度变化使自身发生相变的智能型聚合物凝胶,通过负载抗菌剂或抗菌性单体制备抗菌水凝胶是近年来药物控制释放、组织工程以及生物免疫等领域关注的热点。本文概述了负载抗菌剂型温敏性抗菌水凝胶的物理交联和化学交联制备技术的研究概况,着重阐述了温敏性抗菌水凝胶的孔径调控、制备材料调控、载药模式调控等技术的研究进展,并对温敏性抗菌水凝胶的控释技术应用前景,特别是在生物质材料领域的应用前景进行了展望。     

AgNPs@ZIF-67复合纳米粒子的合成及其抗菌性能研究※

细菌感染和因抗生素滥用而引发的细菌耐药性问题已经成为威胁公共健康的重大隐患, 开发新型、高效的抗菌剂势在必行. 金属有机框架材料(MOFs)是当今抗菌材料研究的热点之一. 多孔的碳骨架结构能够提供有限空间避免负载的金属纳米颗粒聚集以及有利于其稳定存在. 基于ZIF-67的载体作用, 发展了一种新颖、绿色、简便、低成本的银纳米颗粒-沸石咪唑骨架(AgNPs@ZIF-67)复合纳米粒子的制备方法. 利用透射电子显微镜、元素分布图谱、X射线衍射、X射线光电子能谱、N₂吸-脱附等温线和Zeta电位等表征手段证实了小尺寸AgNPs均匀、稳定地分散在ZIF-67上. 少量的AgNPs沉积大幅提升了ZIF-67的抗菌性能, 使AgNPs@ZIF-67成为一种很有前途的抗菌纳米材料.     

磁性纳米抗菌剂的制备及其性能

采用水热法合成超顺磁性Fe_3O_4纳米微球,随后在Fe_3O_4纳米微球表面功能化含有卤胺结构的N,N’-亚甲基双丙烯酰胺与聚丙烯酸共聚物,并进一步用次氯酸钠处理得到Fe_3O_4@poly(MBAA-co-AA)-Cl抗菌剂.该抗菌剂平均粒径200 nm,具有很好的分散性及生物相容性,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均具有抗菌性.当样品浓度为6.0 g/L时,其对大肠杆菌的杀菌率和金黄色葡萄球的杀菌率分别为99.32%和98.93%;样品浓度增加为7.5 g/L时,两种细菌的失活率均可达到100%.同时该抗菌剂杀菌速度快、性能稳定、可再生,通过10次循环氯化处理后,其氧化态氯含量几乎与原始值相同,细菌的失活率也均能达到98%以上,是一种优良、高效的纳米抗菌剂.     

温敏性水凝胶在抗菌领域应用的研究进展

智能水凝胶是一种能在水中溶胀而不溶于水的高分子聚合物,且能对外界刺激而作出应答的一类凝胶体系。温敏水凝胶是智能水凝胶的一种,它能根据环境温度的变化而产生体积相转变现象,与抗菌剂复合可使其具有抗菌活性。温敏水凝胶可以根据环境温度的变化间断式地释放抗菌剂,提高抗菌剂的效用时间,可应用于生物、医药、纺织等领域。本文介绍了温敏水凝胶的温敏机理,重点综述了近年来与抗菌剂相结合的丙烯酰胺、泊洛沙姆、壳聚糖及聚乙二醇-b-聚酯类共聚物等温敏性复合水凝胶在抗菌应用方面的研究进展,并探讨了近年来抗菌复合水凝胶研究存在的问题及未来的研究方向。     

铈掺杂纳米氧化锌抗菌粉的研制及其结构性能分析

以纳米ZnO为载体,制备了复合无机抗菌剂Ce4+/ZnO.考察了不同氧化锌、Ce4+比例下的掺杂情况,利用Rietveld方法对掺杂样品的结构进行了精修,在自制实验装置上对其光催化性能进行了研究,并采用"营养肉汤法"对其抗菌性能作了检测.结果表明,ZnO对Ce4+的吸附率很高,可达100%,且几乎不受摩尔比的影响.X射线精修结果表明,有部分Ce4+进入了氧化锌晶格形成了固溶体.掺杂Ce4+明显提高了纳米ZnO的光催化性能和抗菌性能.     

一种新型胍盐抗菌剂的制备及其性能研究

采用盐酸胍盐、六亚甲基二胺、二乙基三胺和环氧氯丙烷为原料合成了一种新型的胍盐抗菌剂,使其同时起到抗菌和提高纸页湿强度的作用。用二维核磁共振谱(HH-COSY)对胍盐抗菌剂的结构进行了表征,同时研究了胍盐抗菌剂对大肠杆菌的最低抑菌浓度和对纸张的增湿强效果。通过UV吸收法和激光共聚焦显微镜对胍盐抗菌剂的抗菌机理进行了进一步的研究,结果表明,胍盐抗菌剂主要是通过先破坏细菌的细胞膜,然后引起细胞内的物质流出细胞,从而抑制细菌的生长繁殖。     

季铵盐、季膦盐类高分子抗菌剂的研究进展

综述了季铵盐、季膦盐类高分子抗菌剂的研究进展,包括该类抗菌剂的合成、性能及抗菌机理。现有的研究结果表明,含有多种杀菌基团高分子抗菌剂的抗菌作用可能与杀菌基团的种类、杀菌基团的固载量、载体与杀菌基的结合位置、杀菌基团的分布、载体的表面亲水性能、聚合物的交联度、链结构等有关。若能在分子结构中同时有序引入季铵盐或季膦盐、海因类杀菌基团,有可能存在杀菌基团的协同效应,并且可能形成一个新的高分子抗菌材料的研究分支。     

静电纺丝法制备纳米抗菌纤维的研究进展

纳米抗菌材料是防止细菌等致病微生物对人们生产、生活的破坏而发展起来的一类新型材料.在纳米抗菌材料的众多制备方法中,静电纺丝是一种成本低,工艺可控的技术,制备的纳米纤维具有比表面积大、孔隙率高、纤维均匀等特点.本文作者首先简述了静电纺丝技术以及该技术制备纳米抗菌纤维材料的特点;接着按照菌剂种类不同,对静电纺丝技术制备的抗菌纤维材料进行归类,将其分为无机抗菌纤维材料、天然抗菌纤维材料和复合抗菌纤维材料3类,并对其研究进展进行了评述;最后对静电纺丝技术制备纳米抗菌纤维的研究现状进行了总结与展望.     

载银油茶果壳抗菌剂的制备和性能

考察银离子浓度、pH、温度、时间等制备条件对油茶果壳载银抗菌剂性能的影响,并考察了材料对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抑制效果。结果表明:油茶果壳载银抗菌剂的最佳制备条件为吸附时间6 h,搅拌温度35℃,pH=4,银离子浓度是0.2 mol/L,制备的油茶果壳载银抗菌剂对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌具有优异的抗菌性能。     

热固性环氧树脂的合成与表征

以二乙烯三胺（DETA）、聚二胺基胍盐抗菌剂（PADG）和环氧树脂E-44为原料合成具有优良抗菌性能的环氧树脂。采用FT-IR、DSC、TGA和抗菌实验研究了该树脂的结构与性能。结果表明：该抗菌剂具有优良的热稳定性,能参与环氧树脂的固化反应。加入量不到1％就可使环氧树脂具有高效、持久、广谱的抗菌性,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率均达到99．99％以上,同时保持了环氧树脂优良的力学性能。