离子喷射沉积法在电纺聚合物纤维表面修饰纳米银涂层用于抗菌组织

Mater. Sci. Eng. C：采用离子喷射沉积法在电纺聚合物纤维表面修饰纳米银涂层，用于抗菌组织

DOI:10.1016/j.msec.2020.110998

银基纳米材料作为许多应用中的抗菌剂，包括伤口敷料，其中电纺材料具有仿生、柔性和透气性，可以有效促进伤口愈合和组织再生。将这种纳米材料掺入电纺非织造布中是一项极具挑战性的工作，其目的是在不忽略工艺直观性和可扩展性的前提下，最大限度地提高稳定性和抗菌效果，并最大限度地减少银的剥离。在这项工作中，采用离子喷射沉积技术在聚乳酸、医用级聚酯-氨基甲酸酯和聚酰胺6,6纳米纤维上制备了纳米银涂层。对所得材料进行了彻底的表征，以深入了解涂层形态和衬底电阻对所用低温沉积工艺的耐受性。通过SEM、TEM和AFM分析了具有几十至几百纳米尺寸的良好粘结性颗粒的银涂层的形态。TGA、DSC、FTIR和GPC表明，聚合物能很好地经受沉积过程，对其性能的影响可忽略不计，唯一的例外是聚乳酸更易降解。最后，验证了其对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌菌株的抑制功效，这表明通过IJD以纳米银修饰的电纺纤维无疑是抗菌装置领域的一项突破性解决方案。

图1.电纺纳米纤维的SEM显微照片：（a，b）PU、（c，d）PA 6,6和（d，e）PLLA。比例尺：a，c，e=10 µm； b，d，f=3μm。

图2.涂覆的电纺纳米纤维的SEM显微照片：（a，b）Ag-PU、（d，e）Ag-PA 6,6和（g，h）Ag-PLLA。比例尺：a，c，e=10 µm； b，d，f=3μm。Ag-PU（c）、Ag-PA 6,6（f）和Ag-PLLA（i）的EDS光谱。

图3.涂覆和未涂覆的电纺纳米纤维的AFM 3D地形图；（a，b，c）Ag-PU；（d）PU；（f，g，h）Ag-PA 6,6；（i）PA 6,6；（k，l，m）Ag-PLLA；（n）PLLA。图像尺寸：10 x 10μm2（a，f，k），2 x 2μm2（b，g，l），0.8 x 0.8μm2（c，d，h，i，m，n）。比较（e）PU样品、（j）PA 6,6样品和（o）PLLA样品的涂层纤维和未涂层纤维的谱线轮廓。预先浸入适当溶剂以溶解聚合物的涂覆电纺纳米纤维的TEM显微照片：（p）Ag-PU、（q）Ag-PA 6,6和（r）Ag-PLLA。比例尺：p，r=500 nm； q=200nm。

图4.未涂覆（黑线）和涂覆（红线）样品冷却（b，d，f）后的第一（a，c，e）和第二次加热扫描：（a，b）PU、（c，d） PA 6,6和（e，f）PLLA。

图5.通过GPC测量未涂覆的无纺布（黑色实线）和IJD处理后（红色虚线）的分子量分布：（a）PLLA和（b）PU。

图6.抗菌测试结果。（a）用大肠杆菌和金黄色葡萄球菌菌株进行琼脂扩散测试的代表性光学图像，分别在未涂覆的参照（每个图像中的左侧补片）和涂覆的（右侧补片）电纺垫上进行。（b）在大肠杆菌和金黄色葡萄球菌存在下孵育24小时后评估抑制区直径（IZD）（*表示p>0.05）。请注意，虽然Ag-PU和Ag-PA的沉积时间为40分钟，而Ag-PLLA的沉积时间为20分钟，因为选择了减少的沉积时间以避免对补片造成损坏。

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文章来源：易丝帮