天然抗菌纖維的特性與應用

天然抗菌纖維靜電紡絲在天然高分子材料中的應用一直受到高分子聚電解質效應的限制，因而該領域研究有局限性．目前，可用于靜電紡絲方法制備纖維的天然高分子主要有多糖類生物高分子、蛋白類生物高分子，而具有抗菌作用的主要是多糖類高分子材料．在制備天然抗菌纖維膜研究工作中主要以殼聚糖為代，殼聚糖是由甲殼素再加工制備而成的，其分子結構為線性大分子，具有生物相容性、抗菌性、透氣性和生物可降解性，改性的殼聚糖還具有雙親特性．基于這些特性，殼聚糖一直是學者們［３７——３８］研究的熱點，但殼聚糖在靜電紡絲技術中的應用一直受到殼聚糖溶解性的限制，單一的殼聚糖進行靜電紡絲對溶劑有嚴格的要求，ＶＲＩＥＺＥ等首先在乙酸［３９］或三氟乙酸［４０——４１］為溶劑條件下進行單一殼聚糖靜電紡絲，該方法獲得的靜電紡絲纖維均具有抗菌效果．在單一殼聚糖溶解性問題困擾下，研究者采用殼聚糖衍生物—季銨鹽殼聚糖作為靜電紡絲溶質．季銨鹽殼聚糖具有較好的溶解性，并且也具有比殼聚糖更好的抗菌特性，采用水或者ＰＶＰ作為溶劑進行靜電紡絲，獲得的纖維氈對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌均具有抗菌作用

ＣＨＥＮ等［４４］通過靜電紡絲法制備出一種用于傷口敷料的膠原／殼聚糖電紡納米纖維膜，對成纖維原細胞的生長無影響，纖維膜沒有顯示出細胞毒性，明其具有良好的體外生物相容性；動物實驗結果顯示出比商用膠原質海綿敷料有更好的傷口愈合效果．由于天然材料固有的生物特性，在抗菌纖維的生物相容性、可降解性等方面具有不可替代的作用，因此靜電紡絲天然抗菌纖維成為了研究的熱點，在工業(yè)生產中也占有一定的比例，但天然抗菌劑的耐熱性能較差，藥效期較短，并且一般都為生物大分子，具有較高的相對分子質量［４５］，其在靜電紡絲液的溶解性是一個需要解決的問題．目前可用的高效抗菌性天然抗菌劑種類較少，發(fā)現(xiàn)新的、高效的抗菌劑是該領域發(fā)展的方向．

復合抗菌纖維不同組分的合理混合不僅能夠顯示單一材料的特性，而且往往使合成的復合材料具有優(yōu)于單一材料的新性能．具有協(xié)同抗菌效果的靜電紡絲復合抗菌纖維也被研制出來［４６］．構筑復合抗菌纖維時，除了解單一組分的抗菌特性，還應了解各抗菌組分的抗菌機理，否則可能發(fā)生抗菌作用的中和效應．目前，采用靜電紡絲技術制備復合納米抗菌纖維或者纖維氈受到了研究者的廣泛關注．根據(jù)復合纖維中單一組分的功能，可以將復合抗菌纖維材料分為兩：復合高效抗菌纖維材料和復合功能抗菌纖維材料．１是部分靜電紡絲復合抗菌纖維的組成．

抗菌材料與其他功能材料的復合復合高效抗菌纖維材料一般體現(xiàn)在抗菌功能的高效性，抗菌譜范圍增大，抗菌材料本身穩(wěn)定性增強，循環(huán)次數(shù)增多．具有抗菌特性的單一材料主要包括三類：無機抗菌劑中的銀納米顆粒、ＴｉＯ２納米顆粒等，有機抗菌劑的季銨鹽類，天然抗菌劑的殼聚糖、溶菌酶等．復合高效抗菌材料是不同的幾種抗菌劑，采用不同的方法進行復合制成紡絲液，然后進行靜電紡絲，制備出新的多元高效抗菌纖維材料．ＬＥＥ等［５８］將硝酸銀添加到溶解的殼聚糖溶液中，采用ＮａＢＨ４進行還原，將制備的殼聚糖／Ａｇ納米粒子混合物進行透析、凍干；然后通過靜電紡絲技術以ＴＦＡ／ＤＣＭ（７∶３）混合溶液為溶劑制備復合纖維．后把制取的纖維放在溶液３ＯＨ）中和紡絲過程的殘留的溶劑．中可以看出中和前后對靜電紡絲制備的纖維形貌幾乎沒有影響

（ａ）殼聚糖納米纖維，（ｂ）殼聚在微生物抗菌實驗中，對綠膿桿菌進行測試，納米顆粒的添加量（質量分數(shù)）依次為０、２％、１．３％、０．７％的抑菌圈分別為０、１６．７３、１６．５８、１６．０７ｍｍ；而同樣Ａｇ納米粒子的添加量對耐甲氧西林金黃色葡萄球菌的抑菌圈大小分別為０、１５．７５、１５．４２、１４．９ｍｍ．結果明，隨著Ａｇ納米顆粒含量的增加，抗菌效果逐漸增強，銀的添加量可以決定抗菌效果的強弱．在靜電紡絲技術制備復合抗菌纖維材料的研究中，除了二元抗菌劑復合外，多元抗菌劑也引起了研究者關注．ＥＬＡＭＩＲＡ等［５９］制備了殼聚糖／絲膠蛋白／聚乙烯醇（ＣＴＳ／ＳＳ／ＰＶＡ）纖維氈以及添加Ａｇ——ＮＯ３的纖維氈，并進行了微生物抗菌測試．在對大腸桿菌的測試中，添加聚乙烯醇纖維氈后測得大腸桿菌細菌濃度為２．５×１０５（Ｃｏｌｏｎｙ——Ｆｏｒｍｉｎｇ?。眨睿椋簦螅茫疲眨恚?、ＣＴＳ／ＳＳ／ＰＶＡ纖維氈為３．５×１０５　ＣＦＵ／ｍＬ以及ＣＴＳ／ＳＳ／ＰＶＡ／ＡｇＮＯ３纖維氈為０ＣＦＵ／ｍＬ．聚乙烯醇纖維氈作為無抗菌性的對照實驗，相比較可以看出，ＣＴＳ／ＳＳ／ＰＶＡ纖維氈對大腸桿菌作用后測得菌落數(shù)明其沒有抑菌效果G1UySAFWEFWSDFtNOOw4nHl