DOI: 10.1021/acsabm.0c00088
这项研究的目的是制备自支撑的均质纳米/微纤维层,其中含有粘土矿物高岭石和用抗菌剂洗必泰(CH)改性的高岭石。纤维由疏水性聚合物-聚氨酯和聚己内酯制成。用于静电纺丝的聚合物悬浮液含2、5和8 wt%(相对于悬浮液的总重量)的高岭石或CH/高岭石,并使用4SPIN LAB进行电纺。利用扫描电子显微镜对制备的纤维层的形貌进行表征。能量色散X射线光谱图和拉曼光谱用于测定层中高岭石的存在和分布。加入高岭石或CH/高岭石后,纤维直径减小,变化范围为600 nm至5μm。在高岭石本身以及纤维中均发现了抗菌素CH(这是CH与高岭石表面结合不完全的结果)。所有样品的包封效率均超过64%,在含2 wt% CH/高岭石的样品中观察到最高包封率。含CH的样品对金黄色葡萄球菌显示出良好的抗菌活性,其抗菌效果受抗菌剂浓度的影响。CH的释放非常缓慢,并且没有初始的爆释现象。总体而言,在168小时内释放的CH不超过5%。Korsmeyer-Peppas模型显示CH是通过扩散机制释放的。
图1.SEM图像(放大5000倍):a)PCL超细纤维,b)PU超细纤维。
图2.含高岭石和洗必泰/高岭石的PCL纳米/微纤维的SEM图像(放大倍数5000x):a)2Kao_PCL,b)5Kao_PCL,c)8Kao_PCL,d)2CH/Kao_PCL,e)5CH/Kao_PCL,f)8CH/Kao_PCL。
图3.含高岭石和洗必泰/高岭石的PU纳米/微纤维的SEM图像(放大倍数5000x):a)2Kao_PU,b)5Kao_PU,c)8Kao_PU,d)2CH/Kao_PU,e)5CH/Kao_PU,f)8CH/Kao_PU。
图4.所有研究样品的平均纤维直径(30根纤维)与标准偏差。
图5.所有研究样品的静电纺丝平均产量与标准偏差。
图6.EDX映射:a)8CH/Kao_PCL样本,b)8CH/Kao_PU样本。颜色图例:红色–Cl,蓝色–Al、Si,灰色–C。
图7.8 wt% CH/Kao样品不同区域的EDX光谱:a)含有大量洗必泰的区域,b)没有洗必泰的区域,c)洗必泰与高岭石结合的区域。
图8.选定样品的拉曼光谱:a)Kao、PCL、8CH/Kao_PCL,b)Kao、PU、8Kao_PU,c)CH/Kao、PCL、8CH/Kao_PCL,d)CH/Kao、PU、8CH/Kao_PU。
图9.含高岭石和洗必泰/高岭石的PCL纳米/微纤维的光学显微镜图像(放大倍数为100倍)以及相应的拉曼图:a1)8Kao_PCL的显微图像,a2)覆盖有相应拉曼图的8Kao_PCL显微图像,a3)8Kao_PCL中高岭石分布的拉曼图;b1)8CH/Kao_PCL的显微图像,b2a)覆盖有相应的高岭石分布拉曼图的8CH/Kao_PCL显微图像,b3a)8CH/Kao_PCL中高岭石分布的拉曼分布图,b2b)覆盖有洗必泰/高岭石分布拉曼图的8CH/Kao_PCL显微图像,b3b)8CH/Kao_PCL中洗必泰/高岭石分布的拉曼图。
图10.含高岭石或洗必泰/高岭石的PU纳米/超细纤维的光学显微镜图像(放大倍数为100倍)以及相应的拉曼图:a1)8Kao_PU的显微图像,a2)覆盖有相应拉曼图的8Kao_PU显微图像,a3)8Kao_PU中高岭石分布的拉曼图;b1)8CH/Kao_PU的显微图像,b2a)覆盖有相应的高岭石分布拉曼图的8CH/Kao_PU显微图像,b3a)8CH/Kao_PU中高岭石分布的拉曼图,b2b)覆盖有相应的洗必泰/高岭石分布拉曼图的8CH/Kao_PU显微图像,b3b)8CH/Kao_PU中洗必泰/高岭石分布的拉曼图。
图11.显示a)2CH/Kao_PCL、b)5CH/Kao_PCL、c)8CH/Kao_PCL、d)2CH/Kao_PU、e)5CH/Kao_PU、f)8CH/Kao_PU对金黄色葡萄球菌的抑制区的照片。
图12.CH/Kao/聚合物纳米/微纤维层对金黄色葡萄球菌的抑制区。
图13.洗必太从纤维层释放。