Page 75 - 《精细化工》2022年第3期
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第 3 期                     徐群娜，等:  抗菌黏附型酪蛋白基纳米复合水凝胶的制备                                    ·497·


            具有多种功能，如导电性、黏附性等，尤其受到生                                 基于以上背景，本研究采用“半溶解溶胶-凝胶
            物医药领域的关注。例如：胶原蛋白基水凝胶由于                             酸化法”    [22] 制备酪蛋白基水凝胶，并将 ZnO NPs 同
            能够诱导细胞增殖和组织重建，被作为一种应用于                             时作为抗菌剂与交联剂引入酪蛋白水凝胶体系中，
                                     [9]
            组织工程的支架而广泛研究 。                                     制备得到具有三维网络结构的抗菌黏附型酪蛋白基
                 作为一种来源于牛乳的天然蛋白质，酪蛋白的                          纳米复合水凝胶。酪蛋白基体在酸性条件下发生溶
            结构开放疏松，具有良好的吸水溶胀性、高分散性、                            胶-凝胶化转变，通过对 ZnO NPs 添加量的调控，探
            黏附性和耐水性        [10-11] ，因此在水凝胶领域展现出优               究水凝胶抗菌机理与黏附机理，得到最佳制备工艺。
            异的应用前景。然而，纯酪蛋白易受细菌侵蚀，且                             并测定所制备水凝胶的抑菌能力、黏附能力和力学
            机械性能较差，这限制了其作为水凝胶的进一步应                             性能等，以期得到一种能用于生物医用敷料的生物
            用。围绕提升水凝胶机械性能的目标，研究者大多                             基水凝胶。
            采用引入其他聚合物〔如聚丙烯酰胺（PAAm）〕作
            为支撑为酪蛋白提供刚性网络。XU 等                  [12] 制备的酪      1   实验部分
            蛋白-PAAm 水凝胶可以通过物理相互作用反复黏附                          1.1   材料与仪器
            在各种固体材料和生物组织的表面，在铝表面的最                                 酪蛋白，上海川和食品有限公司；纳米 ZnO（质
            大剥离力为 378 N/m；断裂应力可达到 1.8 MPa。                     量分数≥95%，粒径<200 nm），秦皇岛太极环纳米
            GUAN 等   [13] 将酪蛋白和 LiCl 引入到聚丙烯酰胺水                 制 品 有 限公司 ；三 乙醇胺 （ TEA ）、无 水乙醇
            凝胶中，制备出韧性强、黏附性好的 PAAm/酪蛋白                          （C 2 H 5 OH），天津市天力化学试剂有限公司；盐酸
            水凝胶。然而，目前针对以酪蛋白为基体的水凝胶                             （HCl），西安三浦精细化工厂；蛋白胨、琼脂粉、
            研究较少，且功能性不足，尤其是满足生物敷料应                             牛肉膏、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾，北京奥博星生
            用的兼具黏附性、抗菌性及机械性能的酪蛋白基水                             物技术有限公司；小牛血清（MP20005），上海源叶
            凝胶还鲜见报道。                                           生物科技有限公司；胰酶（143188），兰杰柯科技有
                 近年来，纳米复合水凝胶被认为是一种潜在的                          限公司； 谷氨酰胺 （ GNM21051 ）、丙酮 酸钠
            高分子纳米复合材料，无机纳米材料的加入可以赋                             （GNM11444）、非必须氨基酸（GNM71450），吉诺
            予水凝胶其他功能，如抗菌性、吸附性和力学性能                             生物科技有限公司；CCK8（Ⅳ08-100），Invigentech
            等 [14-15] 。将聚合物自身独特的结构所带来的特殊功                      （美国）公司；小鼠胚胎细胞（NIH-3T3），上海赛
            能与无机纳米材料相结合，可重新赋予材料新的功                             百慷生物技 术有限公司 ； DMEM 高糖培养基
            能。纳米氧化锌（ZnO NPs）作为一种有效抗菌的                          （10-013-CVRC），Corning（美国）公司；聚丁二
            金属纳米粒子已被多方面报道。ZHANG 等                   [16] 通过    酸丁二醇酯（简称 PBS，WH0112201 911XP），武汉
            自发席夫碱反应在醛基海藻酸钠（SA）、壳寡糖                             普诺赛（Procell）生命科技有限公司。以上试剂除
            （COS）体系中引入 ZnO NPs 制备了一种纳米复合                       酪蛋白为优级纯外，其余均为分析纯。
            水凝胶，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等均具有显                                 PHBJ-260F pH 计，上海仪电科学仪器股份有限
            著的抗菌活性。鉴于此，作者设想在酪蛋白基水凝                             公司；SYQDSX280B 手提不锈钢压力蒸汽灭菌锅，
            胶中引入金属纳米粒子 ZnO NPs 制备酪蛋白基纳米                        上海申安医疗器械厂；LHS-150HC-11 恒温恒湿箱，
            复合水凝胶。ZnO NPs 不仅能够起到有效的抗菌作                         上海一恒科学仪器有限公司；QHX-250BS-Ⅱ人工气
            用，还可以为体系提供更多交联点，赋予水凝胶较                             候培养箱，上海新苗医疗器械有限公司；Vega 3 SBH
            优的强度和韧性，以及耐水性及抗菌性能。                                扫描电子显微镜（SEM）+能谱仪，捷克 TESCAN
                 作者前期围绕酪蛋白的改性与功能化进行了大                          有限公司；VECTOR-22 傅里叶变换红外光谱仪，德
            量的研究     [17-18] 。结果发现，将不同无机纳米粒子引                  国 Bruker 公司；TA-XT plus 物性分析仪，英国 SMS
            入到酪蛋白基体中，通过调控复合材料的结构可以                             公司；DHR-1 流变仪，美国 TA 仪器公司；TUM-P3z
            赋予其特殊性能，最终得到具有系列功能如高机械强                            纸 张纸板 测厚 仪，上 海双 旭电子 有限 公司 ；
            度、抗菌性或自清洁性的酪蛋白基纳米复合材料                     [19-21] 。  TH-8203SD 型拉力试验机，苏州量子仪器有限公司。
            此外，相比于传统酪蛋白基纳米复合材料，具有三                             1.2   酪蛋白/ZnO 纳米复合水凝胶的制备
            维网络结构的酪蛋白基纳米水凝胶具有高含水量以                                 称取 2.00 g 酪蛋白加入 10 mL pH=9~10 的三乙
            及黏附性，可以有效黏附人体组织并维持湿润，加                             醇胺溶液中，于 50  ℃磁力搅拌 0.5 h 得到酪蛋白溶
            之有效的抗菌性使其在生物基水凝胶敷料领域具有                             解液；将不同添加量（以酪蛋白质量计，分别取值为
            一定的应用潜力。                                           0、1%、2%、3%、4%、5%，下同）的 ZnO NPs 超
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