用于生物医学应用的用等离子体处理的细菌纳米纤维素-素复合材料
Cátia Alves1, Liliana Melro1, Marta Fernandes1
1Centre for Textile Science and Technology (2C2T), University of Minho, Campus de Azurém, 4800-058, Guimarães, Portugal.
International journal of biological macromolecules
|December 11, 2025
概括
这项研究通过使用介电屏障放电 (DBD) 血和添加剂,增强了用于生物植入物的细菌纳米纤维素 (BC). 修改后的BC显示了改善的生物相容性,抗菌性质和用于生物医学用途的机械强度.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 表面化学 表面化学
- 材料工程 材料工程 材料工程
背景情况:
- 细菌纳米纤维素 (BC) 作为生物植入物材料具有前景,但具有包括低生物活性和机械性能在内的局限性.
- 定制水利性和粗性等表面特征对于提高BC生物医学性能至关重要.
- 现有的BC修改通常无法同时解决抗微生物活性,细胞相容性和炎症反应.
研究的目的:
- 通过提高其生物活性,机械性质和抗菌疗效来增强细菌纳米纤维素 (BC) 的生物医学潜力.
- 为了研究介电屏障放电 (DBD) 血处理和功能化与强力素 (KL) 和甘油 (GLY) 对BC的影响.
- 开发一种基于BC的多功能生物材料,适用于各种生物医学应用.
主要方法:
- 使用介电屏障放电 (DBD) 等离子体在不同剂量 (5,10,15 kW/分钟/m2) 的BC表面修改.
- 未经处理和经DBD处理的BC的功能化使用Kraft素 (KL) 和/或糖 (GLY) (3重百分比).
- 对形态 (AFM,SEM),化学,机械 (抗拉强度,模量) 和生物 (细胞相容性,抗菌,抗氧化剂) 属性的全面分析.
主要成果:
- DBD血治疗增强了纤维细胞代谢活性和增加了表面粗度,表明生物相容性得到改善.
- 特别是在干燥复合材料中,KL/GLY功能化提高了76%的抗菌活性,对抗 Pseudomonas aeruginosa.
- 抗氧化特性是由KL传递的,在干燥的等离子体后处理系统中,多达50%的DPPH基因抑制. 机械性能得到了增强,具有更高的灵活性和拉伸强度高达105MPa.
结论:
- DBD血辅助的BC与KL/GLY的功能化显著改善了植入物生物相容性和抗菌功效.
- 开发的多功能BC生物材料表现出增强的抗氧化能力和机械强度.
- 这种方法突出了一个有前途的策略,用于为各种生物医学应用创造基于BC的先进生物材料.
