近期，吉林大學仿生教育部重點實驗室任露泉院士團隊趙杰課題組在材料科學領域著名期刊Journal of Colloid and Interface Science（IF=6.361）上發表了題為 “Self-enriched mesoporous silica nanoparticle composite membrane with remarkable photodynamic antimicrobial performances” 的研究論文，制備了一種光活性納米粒子表面自遷移的抗菌復合膜。（https://doi.org/10.1016/j.jcis.2019.10.021）
傳統抗菌方法引發的細菌耐藥性問題越發嚴重，與之相關的感染性疾病極大地提高了醫療風險。光動力療法（PDT）作為一種有潛力的非抗生素抗菌策略，在應對與耐藥菌相關的感染性疾病方面被廣泛關注。若將光活性納米粒子與抗菌基體復合，可以增加粉末狀納米粒子的可控性，從而避免其在使用過程中出現易脫落以及難分散等問題。但是，基于活性氧（ROS）的擴散距離短（通常為幾十到幾百納米）和壽命短（一般小于3.5μs）的固有特性，該復合過程會削弱光動力抗菌療效。
針對上述問題，吉林大學仿生教育部重點實驗室任露泉院士團隊趙杰課題組研究出一種光活性納米粒子表面自遷移的抗菌復合膜，該復合膜在可見光（660 nm）照射下可以使ROS的產量增加，從而增強PDI的抗菌療效。此外，該復合膜還具有較高的透氣性和生物友好性。
首先，以玉米醇溶蛋白（Zein）和聚己內酯（PCL）的混合物為基體，功能化的光活性介孔二氧化硅納米粒子（MSNF@MB）為ROS產生器，然后利用靜電紡絲技術得到納米復合膜（Z/PCL@MSNF@MB）。該過程中，功能化納米粒子易于在纖維表面富集，有利于ROS的產生和釋放，顯著增強光動力抗菌性能。
細胞毒性實驗結果證明，在可見光（660 nm，20 min）照射下，該復合膜具有較高的生物相容性，對哺乳動物成纖維細胞基本沒有毒副作用。
該實驗策略為光響應納米材料的設計和應用提供了一種新的思路，在醫用防護材料以及傷口抗感染等領域具有潛在的應用前景。
本研究獲得了國家科學基金（No. 51775232，U1601203、51505183），吉林省科技發展計劃項目（No. 20190201155JC）和中央高校基礎研究基金的資助。