DOI:10.1016/j.msec.2020.111100
本研究首次采用原位水热法合成了具有超高比表面积的新型树枝状TiO2纳米纤维(D-Ti NFs),并对其微观结构、形成机理、体外生物相容性和药物传输性能进行了研究。扫描电镜观察表明,D-Ti NFs具有树枝状纤维形态,可控直径为899±26 nm至1955±64 nm。TEM观察表明,单个D-Ti NF由许多直径为7±1 nm的初生纳米线组装而成。XRD图谱表明,D-Ti NFs在24.1°、28.1°和48.3°处表现出特征峰,所有这些峰均归属于氢氧化钛水合物。BET测量表明,D-Ti NFs具有213.41 m2/g的超高比表面积。当暴露于Hela细胞时,D-Ti NFs表现出良好的体外生物相容性。将D-Ti NFs浸入盐酸四环素(TH,一种具有代表性的抗生素,模型药物)溶液中后,其支持TH的负载,且负载效率为63.73±4.61%。当将TH负载的D-Ti NFs浸入磷酸盐缓冲液中时,其支持TH的缓释模型。在分别与两种代表性类型的细菌(大肠杆菌和金黄色葡萄球菌)温育后,负载TH的D-Ti NFs表现出优异的抗菌性能,可抑制细菌的生长,这表明释放的TH具有生物学活性。
图1.E-Ti NFs和D-Ti NFs的制备过程示意图。
图2.(a)E-Ti NFs的SEM图像和(b)直径,(c,d)D-Ti NFs的SEM图像和(e)直径以及(f)E-Ti NFs和(g)D-Ti NFs的TEM图像。
图3.(a)D-Ti NFs的TEM图像、(b)直径、(c)STEM图像以及(d-f)元素映射图。
图4.E-Ti NFs和D-Ti NFs的XRD图。
图5.E-Ti NFs和D-Ti NFs的N2等温线曲线。
图6.(a)MTT分析用于测定暴露于D-Ti NFs的细胞活力,(b)活/死分析以染色活/死细胞。
图7.TH从D-Ti@TH NFs的累积释放百分比。
图8.(a,c)定量结果和(b,c)定性结果,用于评估D-Ti@TH NFs暴露于细菌后的抗菌性能。
图9.在1h、2h和8h的水热时间、160℃下生成的D-Ti NFs的TEM图像和SEM图像。
图10.D-Ti NFs的可能形成机理。