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)重問題?？股厥且话央p刃劍，大量微生物對其出現(xiàn)藥物耐受性。因此，研究可選擇性和高效殺死病菌且對身體無副作用的抗菌材料成為研究的重點。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。目前已報道多種抗菌藥物，包括聚合物陽離子、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，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題存在爭議，尚未有商業(yè)化產(chǎn)品，實際應(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，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)生中存在的問題，可高效殺死病菌且沒有副作用的抗菌材料的開發(fā)成為當(dāng)前研究的熱點和重點之一。但微生物對現(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。近年來，殼聚糖作為抗菌活性高、生物相容性好和來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)合后會產(chǎn)生協(xié)同抗菌效果，且微生物很難對其產(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，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、可生物降解性和來源廣等優(yōu)異特點，其抗菌活性受自身條件（相對分子質(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、金屬粒子毒性等爭議還未進(jìn)入商業(yè)化階段。未來可通過如下方法深入研究殼聚糖復(fù)合材料：通過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)合材料對動物細(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，通過先進(jìn)的測試設(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；通過三維生物細(xì)胞建模來分析細(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)果與實驗室實驗結(jié)果相結(jié)合，得到更精確的結(jié)果；利用先進(jìn)