多倫多大學(xué)《材料化學(xué)》3D打印鐵螯合碳點(diǎn)傳感的抗菌水凝膠敷料

來(lái)源：高分子材料科學(xué)

最近，加拿大多倫多大學(xué)Eugenia Kumacheva教授團(tuán)隊(duì)報(bào)告了一種利用具有強(qiáng)大的Fe3+離子螯合能力的納米膠體水凝膠來(lái)抗菌傷口敷料的新方法，從而使細(xì)菌失去了急需的離子鐵并抑制了細(xì)菌的生長(zhǎng)。相關(guān)論文已經(jīng)發(fā)表在《Chemistry of Materials》上。

水凝膠衍生自裝飾有碳點(diǎn)（C-dot/CNCs）的纖維素納米晶體。納米原纖維水凝膠吸收Fe3+離子后，由于離子在C點(diǎn)表面的吸附，水凝膠的光致發(fā)光被淬滅，從而報(bào)道了離子鐵從介質(zhì)中的去除。水凝膠抑制了耐藥性革蘭氏陰性大腸桿菌，銅綠假單胞菌和革蘭氏陽(yáng)性金黃色葡萄球菌的生長(zhǎng)，并且對(duì)人成纖維細(xì)胞無(wú)細(xì)胞毒性。傷口敷料很容易使用三維（3D）打印制造。水凝膠抗菌性能的新機(jī)制，其傳感能力，生物相容性以及3D打印傷口敷料貼片的能力使其成為制造高級(jí)傷口敷料的非常有前途的材料。

圖1. C-dot/EKGel作為傷口敷料的示意圖

據(jù)介紹，作者使用CellInk BIO X 3D打印機(jī)探索了在3M Tegaderm薄膜上擠出C-dot/EKGel傷口敷料（貼片）的功能，該薄膜用于覆蓋和保護(hù)傷口（圖6a）。通過(guò)在37°C下混合C-dot/CNC懸浮液和明膠溶液并在22°C下擠出，來(lái)制備用于3D打印的“油墨”。由于油墨和基材之間的溫差（明膠的溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變?yōu)?4–30°C（63-65））以及C點(diǎn)醛基之間的席夫堿反應(yīng)，懸浮液迅速發(fā)生凝膠化/CNC和明膠的胺基。

圖2. 3D打印的C-dot/EKGel傷口敷料

圖2b，c分別示出了剛在白光和紫外光（360nm）照射下打印后的擠出的C-dot/EKGel片材。將C-dot/EKGel敷料暴露于模擬體液的液體中24小時(shí)后（Dulbecco改良的Eagle培養(yǎng)基（DMEM）和磷酸鹽緩沖鹽水（PBS）的混合物，添加濃度為5μgmL-1的FeCl3），由于Fe3+離子吸附到C點(diǎn)表面，水凝膠PL的發(fā)射強(qiáng)度顯著降低（圖6d）。由于在低Fe3+環(huán)境（例如傷口）中，離子吸附是緩慢且緩慢的，因此C-dot/EKGel板的PL發(fā)射的猝滅提供了評(píng)估從傷口吸收Fe3+離子的能力，而無(wú)需進(jìn)行不必要的敷料更換會(huì)破壞傷口修復(fù)并引起疼痛。

參考文獻(xiàn)：
doi.org/10.1021/acs.chemmater.0c03362