化学家用铁使抗菌膜更有效

俄罗斯人民友谊大学的化学家通过在甲壳素纳米颗粒中添加铁和一种新的甲壳素衍生物，提高了用于医药和食品工业的抗菌壳聚糖薄膜的有效性。研究结果发表在《生物科技》杂志上。

抗菌薄膜用于医学，例如用于愈合伤口和烧伤或作为药物载体。此外，它们还用于制造食品包装以延长保质期。制备此类薄膜最常用的材料之一是壳聚糖。它是一种天然无害的聚合物，通常从蟹壳中提取。壳聚糖本身具有抗菌性能，但通过添加剂还有增强的空间。俄罗斯人民友谊大学的化学家和来自白俄罗斯的同事发现，铁基纳米颗粒可以作为此类添加剂。

“由于其独特的环境、生物和化学特性，壳聚糖在聚合物中具有特殊的地位。壳聚糖的环境优势是生物降解性。这种天然聚合物在土壤或水中完全且相当快地分解。从化学角度来看，壳聚糖是俄罗斯人民友谊大学无机化学系 Andrey Kritchenkov 博士说：“一种线性聚合物。游离氨基为其化学改性提供了充足的机会。”

研究人员获得了含铁浓度从 2% 到 15% 的壳聚糖纳米颗粒。体外测试所得薄膜对革兰氏阴性大肠杆菌和革兰氏阳性金黄色葡萄球菌的抗菌活性。此类测量的主要参数是细菌停止生长和繁殖的抑制区域的直径。

该团队确定含铁纳米颗粒的最佳浓度为10%。该浓度下金黄色葡萄球菌的抑制范围为 16.8 毫米，大肠杆菌为 11.2 毫米。纯壳聚糖薄膜的厚度分别为12.7 毫米和9.2 毫米。在研究过程中，化学家还获得了一种新的水溶性甲壳素衍生物。通过将其添加到含 10% 铁的壳聚糖中，薄膜的机械和抗菌性能变得更加明显。对葡萄球菌的抑制区域增长至 19.6 毫米，对大肠杆菌的抑制区域增长至 14.2 毫米。

“我们开发了新的基于壳聚糖的薄膜，用不同浓度的铁增强。铁纳米颗粒提高了薄膜的机械和抗菌性能。此外，我们还获得了一种新的甲壳素衍生物，可以进一步提高机械和抗菌性能。对此，我们证实薄膜抗菌作用的关键机制是破坏细菌细胞膜，”俄罗斯人民友谊大学研究实习生 Anton Egorov 说。