生產醫療設備的常見材料有機硅（聚二甲基硅氧烷，PDMS），可能是醫療器械相關感染這一普發問題的根源，因為PDMS的非生物表面容易發生微生物定植和生物膜發育，使得生物膜細菌能夠共享營養物質和DNA，幫助細菌存活并增加抗生素耐受性。

2023年10月發表于《Colloids and Surfaces B: Biointerfaces》的這篇文章，作者使用殼聚糖（chitosan）、表面活性素（Surfactin）、槐脂（Sophorolipids）和透明質酸（Hyaluronic acid）作為原材料，開發一種可以用于包被PDMS的新型抗菌材料，從而降低PDMS的表面細菌附著、繁殖形成生物膜，并最終減少醫療器械引起的感染。

殼聚糖是一種被深入研究的抗菌聚合物，可破壞細菌細胞膜、抑制生長并殺死細菌；同時可形成親水性聚合物三維網絡的水凝膠，用于存儲并隨著時間逐漸釋放生物活性物質。為了增強殼聚糖的抗菌作用，研究人員在殼聚糖中添加如抗生素、金屬、酶、帶電有機化合物、抗菌肽和生物表面活性劑等成分。在本文中作者嘗試了三種材料——表面活性素（Surfactin）、槐脂（Sophorolipids）和透明質酸（Hyaluronic acid），其中表面活性素和槐脂是表面活性劑，破壞細菌細胞膜的方式殺死細菌；透明質酸也有一定的抗菌作用。

實驗方法

圖1 利用REGEMAT 3D打印機打印圖層。3D打印涂層示意圖（左）。最終 3D 打印涂層效果（右）：20×20 mm區域，1×1mm孔徑和 0.5 mm高度；比例尺：5mm

實驗結果：

作者測試了材料的吸收光譜和疏水性等特性，進一步利用細菌培養的方式檢測了4種材料的抗菌性。結果表明，殼聚糖-槐脂復合物(ChSLs)表現出了最強的抗菌效果，與對照組（PDMS無包被）相比，細菌抑制率達到61%（圖2）。同時，各種材料具有優秀的生物組織相容性，可以作為潛在的生物材料。

圖2.不同生物材料樣本對浮游在液體中（A）和附著在材料上（B）的金黃色葡萄球菌對的抑制作用。PDMS （對照組，C+）、Ch 涂層、ChSL涂層、HA-Ch 涂層和 HA-ChSL圖層。B1-B5，附著的金黃色葡萄球菌的生物膜示意圖；比例尺：30μm

結論

殼聚糖作為PDMS抗菌包被材料，在與槐脂加工后形成新的復合材料，具有更強的抗菌效果和優秀的組織相容性，成為潛在的生物醫療器械備選材料。

更多資訊請訪問文獻全文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2023.113486

 

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