抗菌用殼聚糖及其金屬粒子復(fù)合材料研究進(jìn)展

由細(xì)菌、真菌等微生物感染引發(fā)的膿皰瘡、敗血癥等并發(fā)癥疾病一直是公共衛(wèi)生中存在的嚴(yán)重問(wèn)題?？股厥且话央p刃劍，大量微生物對(duì)其出現(xiàn)藥物耐受性。因此，研究可選擇性和高效殺死病菌且對(duì)身體無(wú)副作用的抗菌材料成為研究的重點(diǎn)。殼聚糖作為具有生物相容性、可降解性和抗菌活性等特性的生物高分子材料，被廣泛應(yīng)用到環(huán)境、農(nóng)業(yè)和生物醫(yī)學(xué)等方面。目前已報(bào)道多種抗菌藥物，包括聚合物陽(yáng)離子、季銨基化合物、抗菌肽和金屬單質(zhì)及其氧化物納米粒子等。其中，Ag、Au、Zn等金屬粒子具有抗表面氧化性和抗菌活性等優(yōu)異特性，較非金屬抗菌材料有更高的抗菌活性和更廣的應(yīng)用范圍，在強(qiáng)抗菌藥物的開(kāi)發(fā)中發(fā)揮著重要作用。研究人員綜合兩種材料的優(yōu)點(diǎn)，制備了多種金屬粒子/殼聚糖復(fù)合材料，可用于傷口敷料薄膜、敷料抗菌劑以及組織工程中的抗菌涂層等領(lǐng)域。但是到目前為止，該類抗菌材料的生物安全性等問(wèn)題存在爭(zhēng)議，尚未有商業(yè)化產(chǎn)品，實(shí)際應(yīng)用的是由純殼聚糖制備的抗菌凝膠和敷料。基于此，作者總結(jié)了殼聚糖的抗菌機(jī)制和影響因素，綜述了金屬粒子/殼聚糖復(fù)合材料的研究進(jìn)展，展望其應(yīng)用前景和發(fā)展趨勢(shì)，為研究安全且高效的抗菌材料提供參考，使其在生物抗菌領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。摘要：由細(xì)菌、真菌等微生物感染引起的疾病一直是公共衛(wèi)生中存在的問(wèn)題，可高效殺死病菌且沒(méi)有副作用的抗菌材料的開(kāi)發(fā)成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)和重點(diǎn)之一。但微生物對(duì)現(xiàn)有抗生素廣泛出現(xiàn)耐藥性，成為微生物感染治療的難點(diǎn)。近年來(lái)，殼聚糖作為抗菌活性高、生物相容性好和來(lái)源廣的綠色材料一直備受關(guān)注。殼聚糖與Ag、Au和Zn等金屬納米粒子復(fù)合后會(huì)產(chǎn)生協(xié)同抗菌效果，且微生物很難對(duì)其產(chǎn)生耐受性，可用于傷口敷料薄膜、敷料抗菌添加劑等領(lǐng)域。該文結(jié)合殼聚糖的抗菌性質(zhì)，總結(jié)其抗菌機(jī)制和抗菌活性的影響因素，綜述了殼聚糖與Ag、Au和Zn等納米粒子復(fù)合后的生物抗菌材料的研究現(xiàn)狀，展望此類材料在抗菌領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)，為進(jìn)一步研究生物抗菌材料提供信息支撐。結(jié)論殼聚糖及其復(fù)合材料具有生物相容性、可生物降解性和來(lái)源廣等優(yōu)異特點(diǎn)，其抗菌活性受自身?xiàng)l件（相對(duì)分子質(zhì)量、脫乙酰度等）、環(huán)境因素（pH、溫度等）和微生物種類等因素的影響。目前，殼聚糖的抗菌機(jī)制還未明確，被廣泛接受的抗菌機(jī)理主要有破壞細(xì)胞膜通透性、抑制關(guān)鍵酶的合成、發(fā)生金屬螯合作用和中斷新陳代謝4種假設(shè)。實(shí)際應(yīng)用的殼聚糖抗菌物質(zhì)大部分是純殼聚糖溶液或凝膠，殼聚糖及其金屬粒子復(fù)合材料由于存在成本較高、金屬粒子毒性等爭(zhēng)議還未進(jìn)入商業(yè)化階段。未來(lái)可通過(guò)如下方法深入研究殼聚糖復(fù)合材料：通過(guò)控制金屬粒子的大小和濃度將其與殼聚糖復(fù)合，殼聚糖與金屬粒子具有協(xié)同增效的抗菌作用，復(fù)合材料對(duì)動(dòng)物細(xì)胞毒性很小，在口敷料薄膜、敷料抗菌劑以及組織工程中的抗菌涂層等領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用潛力；此外，通過(guò)先進(jìn)的測(cè)試設(shè)備觀察殼聚糖及其金屬粒子復(fù)合材料與細(xì)菌細(xì)胞之間的作用方式，深入分析抗菌機(jī)理；通過(guò)三維生物細(xì)胞建模來(lái)分析細(xì)菌細(xì)胞與殼聚糖及其金屬粒子復(fù)合材料之間的相互作用機(jī)理，將三維生物細(xì)胞建模得到的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)結(jié)果相結(jié)合，得到更精確的結(jié)果；利用先進(jìn)