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PCL-LO//CA-Ag NPs Janus纳米纤维的制备及其协同抗菌性能研究

学术动态    2022-06-29 15:10

DOI: 10.3390/pharmaceutics14061208

 

并列静电纺丝是一种功能强大但极具挑战性的技术,可用于制备满足不同用途的Janus纳米纤维。在这项工作中,醋酸纤维素(CA)和聚己内酯(PCL)分别用作银纳米粒子(Ag NPs)和薰衣草油(LO)的聚合物载体,并将其加工成双室Janus纤维。使用定制喷丝头来推进该过程并防止工作流体分离。用数码相机记录并列静电纺丝过程,并通过电子显微镜对产物的形态和内部结构进行了表征,双室纤维结构清晰可见。X射线衍射图表明银纳米粒子已成功负载在CA侧,红外光谱表明LO分散在PCL侧。纤维的润湿性和抗菌性能表明PCL-LO//CA-Ag NPs配方具有很强的抗菌活性,性能优于仅含一种活性成分的纤维。PCL-LO//CA-Ag NPs的大肠杆菌抑菌圈为20.08±0.63mm,金黄色葡萄球菌抑菌圈为19.75±0.96mm。所有纤维的水接触角都在120°左右,因此具有合适的疏水性以防止水进入伤口部位。总体而言,这项工作中制备的材料在伤口愈合应用中具有相当大的发展前景。

 

图1.制备溶液、并列静电纺丝工艺和Janus纤维示意图。

 

图2.(a)Janus示意图和(b,c)照片;(d)完整静电纺丝装置的图像;(e)用两种工作流体获得的泰勒锥的照片;(f)工作流体的照片;(g)静电纺丝过程的数字图像。

 

图3.纤维的SEM图像:(a,b)F1;(d,e)F2;(g,h)F3;(j,k)F4。(c,f,i,l)分别为根据(b,e,h,k)测定的纤维直径分布。

 

图4.(a)F1和(b)F4的TEM图像。比例尺为500nm。(c)F2和(d)F3的放大SEM图像。比例尺为1μm。

 

图5.(a)并列静电纺丝工作流体的凝固过程;(b)与传统并列静电纺丝相比,本工作中的表面电荷分布。

 

图6.(a)原材料和纤维的XRD图谱。插图:原材料照片;(b)原材料和纳米纤维的FTIR结果;(c)PCL、CA和LO的两种主要成分的结构式;(d)制备的四种纤维膜的TGA图。

 

图7.(a)四种Janus纤维的水接触角测试;(b)F1的保湿测试。

 

图8.配方的抗菌效果。(a)抑菌圈直方图和(b)照片。

 

图9.制备的Janus纳米纤维的抗菌机理。