近期，吉林大學(xué)仿生教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室任露泉院士團(tuán)隊(duì)趙杰課題組在材料科學(xué)領(lǐng)域著名期刊Journal of Colloid and Interface Science（IF=6.361）上發(fā)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(fù)合膜。（https://doi.org/10.1016/j.jcis.2019.10.021）
傳統(tǒng)抗菌方法引發(fā)的細(xì)菌耐藥性問題越發(fā)嚴(yán)重，與之相關(guān)的感染性疾病極大地提高了醫(yī)療風(fēng)險(xiǎn)。光動(dòng)力療法（PDT）作為一種有潛力的非抗生素抗菌策略，在應(yīng)對(duì)與耐藥菌相關(guān)的感染性疾病方面被廣泛關(guān)注。若將光活性納米粒子與抗菌基體復(fù)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(xiàn)易脫落以及難分散等問題。但是，基于活性氧（ROS）的擴(kuò)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(fù)合過程會(huì)削弱光動(dòng)力抗菌療效。
針對(duì)上述問題，吉林大學(xué)仿生教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室任露泉院士團(tuán)隊(duì)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(fù)合膜，該復(fù)合膜在可見光（660 nm）照射下可以使ROS的產(chǎn)量增加，從而增強(qiáng)PDI的抗菌療效。此外，該復(fù)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(nèi)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(chǎn)生器，然后利用靜電紡絲技術(shù)得到納米復(fù)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(chǎn)生和釋放，顯著增強(qiáng)光動(dòng)力抗菌性能。
細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，在可見光（660 nm，20 min）照射下，該復(fù)合膜具有較高的生物相容性，對(duì)哺乳動(dòng)物成纖維細(xì)胞基本沒有毒副作用。
該實(shí)驗(yàn)策略為光響應(yīng)納米材料的設(shè)計(jì)和應(yīng)用提供了一種新的思路，在醫(yī)用防護(hù)材料以及傷口抗感染等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景。
本研究獲得了國(guó)家科學(xué)基金（No. 51775232，U1601203、51505183），吉林省科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目（No. 20190201155JC）和中央高校基礎(chǔ)研究基金的資助。