关键词：
TiO2
羧甲基壳聚糖
姜黄素
抗菌
止血
抗癌
生物相容性
摘要：
细菌感染严重威胁着人类的健康,是导致全球范围内人类死亡的主要原因之一。这是因为细菌与我们的生活紧密联系在一起,细菌感染包括植入物感染、伤口感染、水污染等各个方面。从1943年青霉素首次运用到军方开始,人类便开始了漫长的使用抗生素杀菌的时代。但是,随着时间的推移,细菌不断进化,抗生素的滥用,导致细菌迅速而广泛的产生了耐药性。其次,细菌为适应自然环境通常形成一个由大量细菌过度积累,被自身所分泌的纤维蛋白等多聚物环绕包裹的细菌生物膜。细菌生物膜作为细菌的防护膜紧密地粘附于基底材料表面,可以帮助细菌粘附、扩散和生长,还能够抵御外界杀菌物质的杀伤力和宿主的免疫系统,从而被认为是细菌耐药性的表现形式。因此,近年来,对新型、低成本、环境友好、杀菌活性强的抗菌材料的研究与开发一直是人们的关注重点之一,在实际应用中,抗菌材料不仅可以杀死浮游细菌,而且还可以通过抗细菌粘附和抑制细菌生物膜的作用来达到杀菌的目的。目前关于抗菌材料的研究主要分为无机纳米材料和有机纳米抗菌材料,本工作分别探究了TiO2无机纳米材料和羧甲基壳聚糖纳米材料的抗菌性能,TiO2无机纳米材料负载上Ag纳米颗粒制备出TiO2 NR-Ag复合纳米粒子研究了其在可见光下的杀菌性能,羧甲基壳聚糖接枝FDA并吸附PHMB研究了其止血、杀菌和抗细菌粘附的性能。为了进一步研究抗菌材料的性能,将羧甲基壳聚糖和TiO2相结合,再选取姜黄素制备出了聚合物-无机纳米抗菌材料并研究了其抑制细菌生物膜和抗癌的功能。具体内容如下:
1、纳米银掺杂TiO2纳米棒复合材料的制备及其光催化杀菌性能研究
（1）纳米银掺杂TiO2纳米棒复合材料的制备:首先,采用溶胶-凝胶法制备出棒状TiO2纳米粒子（TiO2 NR）,其次,将极少量的Ag+还原成Ag纳米颗粒原位沉积到棒状TiO2表面形成TiO2 NR-Ag复合纳米粒子（Ag/TiO2=2.5μg/g）。
（2）TiO2 NR-Ag复合纳米粒子的光催化杀菌性能研究:通过浸涂的方式在玻璃片表面构建出TiO2 NR-Ag复合纳米材料的杀菌涂层,并通过透光率验证了涂层具有良好的透光性,符合实际应用需求。在可见光照射下,将TiO2 NR-Ag复合纳米涂层分别与金黄色葡萄球菌和大肠杆菌共培养后,对细菌进行铺板。实验结果表明,在可见光照射下,TiO2 NR-Ag复合纳米涂层对两种细菌均有十分优异的杀菌效果。此外,还通过生物相容性实验证明了所掺杂的Ag的含量极少,不具有生物毒性。因此,所制备的TiO2 NR-Ag复合纳米抗菌材料具有十分广阔的应用前景。
2、氟化壳聚糖基多功能材料的制备及其快速止血、抗感染和伤口不粘连特性性能研究
（1）氟化壳聚糖基多功能材料的制备:选用羧甲基壳聚糖（CMC）,采用迈克尔加成的方法,将1H,1H,2H,2H-氟化丙烯酸甲酯（FDA）接枝到羧甲基壳聚糖上制备出CMC-FDA复合物,再通过静电相互作用与PHMB结合制备出CMC-FDA/PHMB复合物。
（2）CMC-FDA/PHMB复合物的止血、抗感染、伤口不粘连性能探究:将CMC-FDA/PHMB复合物分别滴到纯纱布和硅片表面构建涂层用于止血、伤口不粘连和抗菌性能的研究。选用小鼠肝脏出血模型和小鼠尾部出血模型作为体内失血模型,将涂有CMC-FDA/PHMB复合物的纱布敷到出血处,与纯纱布相比,CMC-FDA/PHMB复合物止血时间短,失血量少,具有良好的止血效果。并通过血液凝固实验、体外模拟动态失血过程等体外失血实验进一步证明了其具有良好的止血效果。选用金黄色葡萄球菌和大肠杆菌探究CMC-FDA/PHMB复合物的杀菌和抗粘附效果,结果表明,CMC-FDA/PHMB复合物不仅具有杀菌效果而且具有抗细菌粘附性能。其次,通过细胞毒性和生物相容性实验证明了CMC-FDA/PHMB安全无毒,从而可以作为多功能的止血抗菌材料应用于生物体内。基于以上实验可以得出CMC-FDA/PHMB纱布是一种具有快速止血、伤口不粘连、杀菌和抗细菌粘附的多功能生物材料,可以用于伤口敷料,在未来多功能止血材料的研究中具有潜在的应用价值。
3、壳聚糖-TiO2复合纳米材料的制备及其抗菌、抗氧化和抗癌性能研究
（1）壳聚糖-TiO2复合纳米材料的制备:选用羧甲基壳聚糖（CMC）,在酸性
条件下,采用亲核取代反应,接枝上姜黄素制备出CMC-CUR复合纳米材料,同时,选用TiO2无机纳米粒子与聚合物分子表面的羟基发生取代反应制备出CMC-CUR-TiO2复合抗菌纳米粒子。
（2）CMC-CUR-TiO2复合纳米材料的抗癌、抗氧化、抗菌的性能研究:将不同浓度的CMC-CUR-TiO2复合纳米材料与金黄色葡萄球菌共同培养48 h后用结晶紫染色观察细菌生物膜的生长状况,结果发现随着CMC-CUR-TiO2复合纳米材料浓度的增
