超顺磁性铁氧化物/聚乳酸/M8聚合物复合银纳米粒子的多功能抗菌材料研究

《Scientific Reports》：Surface-modified magnetic polymeric–silver nanocomposites for broad-spectrum antibacterial applications

　　

摘要

磁性抗菌纳米复合材料在医疗保健、食品安全和环境领域具有潜在应用前景。本研究描述了一种多功能纳米复合材料的合成方法，该复合材料将超顺磁性铁氧化物纳米颗粒与聚乳酸及包含聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮和壳聚糖的M8聚合物共混物相结合，并引入银纳米颗粒以增强抗菌活性，同时保留磁性回收的潜力。此外，还系统比较了包括碳包覆、硒纳米颗粒和氯霉素负载在内的表面改性策略。总体而言，SPION/PLA/M8Ag在无需抗生素负载的情况下，对金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、肠炎沙门氏菌和大肠杆菌实现了超过92%的光密度衍生生长抑制率。理化表征（场发射扫描电子显微镜、X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、能量色散X射线光谱和振动样品磁强计）证实了颗粒尺寸为12–24纳米，表面功能化后仍保持类磁铁矿晶体相，并表现出超顺磁性，表明其具有磁分离和回收的潜力。所观察到的抗菌活性可能涉及多种因素，包括与银相关的效应、可能的氧化应激、静电相互作用以及复合材料表面与细菌细胞之间的相互作用；然而，本研究未直接验证这些机制。这些结果表明，SPION/PLA/M8Ag有望作为无抗生素抗菌材料的研究平台。