最近的一篇论文发表在杂志上聚合物演示了使用细菌纤维素/氧化石墨烯的可行性(BC /去)复合使用原位合成方法作为一个活跃的敷料。
研究:活跃的敷料的制备原位生物合成的细菌氧化Cellulose-Graphene复合。图片来源:Ambelrip / Shutterstock.com
背景
纤维素,植物的现成的和廉价的生物高聚物合成,主要是通过回收用过的纸张和处理落叶和针叶树。然而,支持物质,如半纤维素和果胶,通常与植物性纤维素。
尽管这种化学成分没有不利影响的应用潜力的植物性纤维素(PC),产品100%纤维素含量,如公元前,往往优先于个人电脑时用作生物材料。
不同的细菌,包括革兰氏阳性细菌等八叠球菌和革兰氏阴性细菌等农杆菌属和Gluconacetobacterxylinus公元前,可以合成。几乎59菌株从成熟的蔬菜和水果可以合成BC。
纤维素有更好的结构和物理化学性质可以通过胞外酶体外合成系统,采用酶来源于真菌或细菌。脱细胞方法更有效率,更少使用葡萄糖相比,基于细菌的方法,以及由此产生的纤维具有更大的直径。
BC合成纤维素的机制影响特定的属性,包括聚合度和结晶度,机械强度、孔隙度、持水量和生物降解性。
公元前获得修改的过程。图片来源:Fryczkowska B et al .,聚合物
BC可以存储、吸收和使解除吸附大量的水作为水凝胶由于其纳米纤维结构使得公元前一个出色的生物医学材料。BC时也可以形成复合材料结合生物聚合物如胶原蛋白、壳聚欧洲杯足球竞彩糖、海藻酸盐。
复合材料如BC /壳聚糖复合已经合成敷料材料治疗不同的溃疡,伤口,和燃烧,同时BC /藻酸盐复合材料用于组织工程。
BC可以修改使用让其它和原位方法引入对鼻窦和新的属性。原位方法包括添加水溶性纳米粒子或添加剂直接在公元前培养基来修改。欧洲杯猜球平台
公元前几项研究证明使用导电聚合物和碳nanoadditives修改,如去或石墨烯,通过原位导电聚合物的方法。
修改使用碳nanoadditives增加孔隙率和比表面积,提高复合材料的强度。去特别得到了关注在碳nanoadditives BC复合的合成二维(2 d)材料强烈公元前链接形成氢键。
几个BC /纳米复合材料与多个构象是不同的生物医学领域的应用。例如,氧化石墨烯作为药物或基因和送货人开发生物传感器。
这项研究
在这项研究中,研究者合成BC /去复合膜与不同浓度的去使用一个原位方法和调查的影响纳米粒子合成的膜的性能和结构。欧洲杯猜球平台
研究人员还调查了使用合成复合膜的可行性作为一个潜在的积极与缓释镇痛扑热息痛敷料。选择扑热息痛的体外生物活性物质吸附的研究,因为它是一个强大的解热和镇痛药。
从黄金获得美味的苹果醋是利用微生物合成BC。没有添加额外的营养物质对细菌生长。添加如柠檬酸、酵母膏和蛋白胨并不用于纤维素生物合成。
液体蔗糖培养基110 g / L浓度是121年准备和消毒oC在高压釜15分钟。随后,200毫升的苹果醋,1×1厘米片段包含生活的“醋之母”细菌,酵母,公元前,800毫升的液体培养基蔗糖放入2000毫升无菌实验室烧杯和完全混合。
合成混合物分成四部分,放置在消毒烧杯。每一个烧杯被覆盖着手表玻璃和转移到孵化器预热到25岁oc . BC /去复合合成进行了12天通过添加不同数量的分散到的四个样品。
的浓度维持在50 ppm去促进合成。BC /复合膜为3.7%,5.4%,和7.1%的被指定为BC /去/我,BC /去/ II,分别和BC /去/ III。合成膜的净化进行了使用w / w水溶液2%氢氧化钾(KOH)和蒸馏水。
电子螺旋测微计和电子测厚仪是用来测量湿BC /去膜的厚度和干BC /膜,分别。湿样品的含水量和水在干燥的样品是使用实验室测量的电子吸收水分平衡。
膜的生物活性物质释放动力学研究磷酸盐(PBS)的体外模拟pH值,人类体液的渗透性,离子浓度。
四个解决方案包含PBS作为溶剂,20.0,10.0,5.0,和2.5 ppm扑热息痛准备然后解吸和吸附的扑热息痛合成膜。测试使用干膜执行未果。因此,这些实验用湿膜作为载体的扑热息痛。
扫描电子显微镜(SEM),傅里叶变换红外(FTIR)光谱,广角x光散射(蜡)的研究,和热重量分析进行表征的膜。
湿膜放在玻璃样品,准备厚度测量;(一个)俯视图;(b)侧视图。图片来源:Fryczkowska B et al .,聚合物
观察
BC /去复合膜与不同浓度和平均含水量为400%,湿厚度1100µm,纳米纤维的直径100纳米合成成功。KOH治疗有效地消除有机物质如细菌细胞的细胞膜。
公元前的纳米纤维在复合材料被安排在一个随机的方式,类似于经典的无纺布。去片看不见在公元前SEM研究时由纳米纤维网络。在湿膜,公元前厚纤维组成了一个松散的结构中含有大量的水inter-fiber空间。
去观察夹杂物在公元前公元前透明干结构/去/ III, BC /去/ II和BC /去/我膜。的添加剂不均匀地分散随机纳入BC纳米纤维,并没有观察到去聚集。
没有改变在公元前结构由于添加去观察。然而,BC /去复合材料的结晶度下降随着去浓度作为纳米粒子扰动BC纺锤的形成。欧洲杯猜球平台
此外,添加去稍微增加了复合膜的热分解温度比纯膜,改善其热稳定性。
浓度的增加会增加湿BC /去复合膜的厚度由于纳米纤维厚度的增加。470µm和1180的最低和最高厚度µm观察在公元前纯和BC /去/ III膜,分别。
然而,出现大幅下降后干燥湿膜的厚度由于内部和分子间氢键的形成在纤维素干燥。此外,附加氢键的形成在高的样品浓度增加结构的紧凑性,减少了这些膜的厚度。
的去湿膜中的含水量增加,含水量最高的观察在BC /去/ II膜。然而,含水量减少在BC /去/ III膜由于附加氢键的形成。所有干膜的吸水值几乎相同,略微减少价值GO-incorporated样品中观察到由于氢键。
公元前的TG和壳体曲线总结膜/ 0,BC /去/我,BC /去/ II, BC /去/ III样本。加热速度20°/分钟。N2大气流动60毫升/分钟。图片来源:Fryczkowska B et al .,聚合物
BC /去复合膜表现出60毫克/ g BC扑热息痛吸附解吸时间缓慢,一个恒定的药物浓度,和高扑热息痛24小时后释放率。
公元前公元前纯膜吸附63.3毫克/克扑热息痛,略微下降至62.4毫克/ g BC在BC /去/ III膜由于增加浓度。然而,解吸试验显示,复合膜眠药比纯BC膜,与42.0毫克/ g BC扑热息痛解吸在BC /去/ III膜。
公元前纯膜缓慢而稳步扑热息痛眠。然而,释放率不到55%。BC /去/我膜显示出激烈的扑热息痛解吸在最初版本阶段,减慢了40分钟后,保持在55%。BC /去/公元前二世和/ / III显示即使24小时释放率高达到67%。
总而言之,这项研究的结果表明,BC /去复合膜可以有效地作为潜在活性敷料与缓释镇痛药。
源
Fryczkowska B。Fabia。, J。,Binia´s D。等。活跃的敷料的制备原位生物合成的细菌氧化Cellulose-Graphene复合。聚合物2022年。https://www.mdpi.com/2073-4360/14/14/2864
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