近期，吉林大學(xué)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(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)的細菌耐藥性問題越發(fā)嚴重，與之相關(guān)的感染性疾病極大地提高了醫(yī)療風(fēng)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(yīng)對與耐藥菌相關(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)合過程會削弱光動力抗菌療效。
針對上述問題，吉林大學(xué)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(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，顯著增強光動力抗菌性能。
細胞毒性實驗結(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(yīng)納米材料的設(shè)計和應(yīng)用提供了一種新的思路，在醫(yī)用防護材料以及傷口抗感染等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景。
本研究獲得了國家科學(xué)基金（No. 51775232，U1601203、51505183），吉林省科技發(fā)展計劃項目（No. 20190201155JC）和中央高校基礎(chǔ)研究基金的資助。