海藻酸鈉抗菌材料特點(diǎn)構(gòu)建下的制備及應(yīng)用

姚全福　劉穎

摘 要：海藻酸鈉納米材料具備有良好的理化性質(zhì)、功能特性以及生物相容性，通過靜電紡絲技術(shù)可以將高效抗菌劑均勻分布在海藻酸鈉基底中，制備成各種抗菌復(fù)合薄膜，在食品包裝、創(chuàng)傷敷料以及組織工程支架等方面均有著重要的應(yīng)用價(jià)值，本文主要就海藻酸鈉抗菌材料的制備和應(yīng)用進(jìn)行了探究分析。

關(guān)鍵詞：海藻酸鈉 靜電紡絲 抗菌材料

中圖分類號(hào)：P745 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2019）03（b）-0103-02

海藻酸鈉是一種天然高分子化合物，是β-D-甘露糖醛酸和α-L-古羅糖醛酸殘基兩種單元結(jié)構(gòu)所構(gòu)成的嵌段共聚物，主要來源是海洋中的褐藻[1-3]。作為天然多糖類物質(zhì)，海藻酸鈉高分子材料還有著優(yōu)越的生物相容性、吸水性、無(wú)毒性和成膜性，因此能夠和多種高分子材料進(jìn)復(fù)合材料的制備工作，在生物工程以及藥物研發(fā)中也有著良好的應(yīng)用價(jià)值。通過靜電紡絲技術(shù)可以讓海藻酸鈉的性能得到最大限度的發(fā)揮，對(duì)于我國(guó)復(fù)合材料領(lǐng)域的發(fā)展也有著積極的意義。

1 靜電紡絲技術(shù)簡(jiǎn)介

靜電紡絲技術(shù)起源于20世紀(jì)90年代，有著操作簡(jiǎn)單跟經(jīng)濟(jì)性高的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)[4]。通過靜電紡絲技術(shù)能夠?qū)⒏叻肿尤芤焊荏w加工成連續(xù)性的納米纖維，以滿足各行業(yè)對(duì)于復(fù)合材料的具體需求。靜電紡絲技術(shù)基本原理在外加靜電場(chǎng)作用下，帶電荷的高分子材料以及溶體會(huì)在針頭處流出，經(jīng)過了溶劑揮發(fā)以及溶體冷卻之后，固化分布在接收屏上面，形成納米級(jí)別的纖維狀物質(zhì)[5]。靜電紡絲技術(shù)的應(yīng)用，可以將多種有著不同優(yōu)良特性的材料跟納米級(jí)別的尺寸均勻復(fù)合在同一根纖維之中，讓新材料達(dá)到預(yù)期的新特性中。目前進(jìn)行納米纖維制備中有著模板聚合法以及微相分離等多種制備模式，但是只有靜電紡絲技術(shù)能夠進(jìn)行聚合物納米纖維的直接跟連續(xù)制備，還有著操作方便和工藝簡(jiǎn)單的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

2 海藻酸鈉納米復(fù)合材料性能特點(diǎn)分析

海藻酸鈉是一種純天然的高分子化合物，還有著人工高分子化合物不具備的生物性質(zhì)。在海藻酸鈉納米復(fù)合材料中加入一定量抗菌劑，在飲用水消毒等領(lǐng)域中獲得良好的應(yīng)用效果。海藻納米/納米Ag復(fù)合材料的應(yīng)用，對(duì)于飲水中大腸桿菌等病原菌可起到良好的抑制效果，此外海藻酸鈉可以對(duì)納米Ag顆粒進(jìn)行有效的固定，避免該顆粒進(jìn)入到水中對(duì)人體所造成的危害。呂飛等研究人員就肉桂油跟Nisin的海藻酸鈉抗菌薄膜對(duì)于黑魚品質(zhì)影響情況進(jìn)行了對(duì)比分析，結(jié)果表明薄膜處理能夠?qū)隰~品質(zhì)的維持有著良好的作用。

3 基于靜電紡絲技術(shù)的海藻酸鈉抗菌復(fù)合薄膜的制備

采用海藻酸鈉進(jìn)行抗菌性薄膜的制備時(shí)，采用傳統(tǒng)鋪膜法雖然能夠在制備成的薄膜中進(jìn)行其它抗菌劑的添加，但是依舊存在有薄膜厚度過大、抗菌劑分布不均勻以及團(tuán)聚現(xiàn)象無(wú)法有效控制的問題。通過靜電紡絲技術(shù)的應(yīng)用則能夠?qū)ι鲜鰡栴}起到良好的治療效果。此外靜電紡絲技術(shù)制備成的薄膜厚度比較小，對(duì)于抗菌劑的釋放速度也能夠進(jìn)行有效的控制，從而讓薄膜的抗菌效率得以有效提升。采用靜電紡絲技術(shù)來進(jìn)行海藻酸鈉抗菌薄膜的制備時(shí)，要求具備良好的電導(dǎo)率、黏度以及良好可紡性，且電紡運(yùn)行參數(shù)合理，更重要的是抗菌劑的合理選擇。

通過天然高分子與人工合成高分子的混合使用，結(jié)合具體需求添加其它物質(zhì)給予納米纖維特性，能夠滿足各個(gè)行業(yè)的實(shí)際需求。海藻酸鈉作為一種陰離子型聚電解質(zhì)，在溶液濃度比較低的情況下就能夠達(dá)到較大的電導(dǎo)率，但該情況下的溶液黏度比較小，無(wú)法在電紡中形成射流。在濃度得到了小幅度的增加之后，黏度雖然得到一定程度的增加，但是電導(dǎo)率也會(huì)隨之增大，難以形成連續(xù)高質(zhì)量的纖維。通過將人工合成高分子化合物跟天然高分子化合物進(jìn)行結(jié)合使用的模式，則能夠?qū)ι鲜鰡栴}起到良好的解決效果。此外，在進(jìn)行以海藻酸鈉為基材的靜電紡絲過程中，將設(shè)備參數(shù)調(diào)節(jié)在上述范圍內(nèi)，所得到的纖維直徑均勻性比較好，應(yīng)用效果也比較理想。

4 應(yīng)用前景

為了獲得良好的經(jīng)典紡絲技術(shù)應(yīng)用效果，需要進(jìn)一步豐富海藻酸鈉改性劑的選擇?，F(xiàn)階段主要采用PVA或者PEO等有機(jī)物作為改性劑，在添加了該類型改性劑之后雖然能夠?qū)Ｔ逅徕c溶液的電導(dǎo)率以及表面張力等參數(shù)起到良好的改善效果，但是溶解過程過于復(fù)雜，溶解性比較低。此外有機(jī)子自身的分子量比較大，空間結(jié)構(gòu)也呈現(xiàn)出多樣化特征，導(dǎo)致了海藻酸鈉溶液的可控性較低。因此說還可以通過靜電引力來對(duì)海藻酸鈉溶液出現(xiàn)處理，改善該溶液的可紡性。

如何提高抗菌劑的使用安全性也是相關(guān)技術(shù)人員所需重點(diǎn)研究的一個(gè)問題，在應(yīng)用無(wú)機(jī)抗菌劑時(shí)雖然具備有良好的抗菌效率，但是具體應(yīng)用過程中依舊存在有安全性問題，并有著重金屬重度的可能性。但是目前在進(jìn)行抗菌復(fù)合薄膜抗菌劑的選擇過程中，多是將關(guān)注重點(diǎn)放置在抗菌劑的抗菌性能下，對(duì)于該濃度下抗菌劑可能導(dǎo)致的安全問題重視程度不足，也就對(duì)海藻酸鈉抗菌性薄膜的應(yīng)用造成了非常大的阻礙。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在采用靜電紡絲技術(shù)進(jìn)行海藻酸鈉抗菌復(fù)合薄膜的制備過程中，雖然還存在有比較多的問題，但隨著該方面研究力度的進(jìn)一步加深，這些問題也逐漸被解決。在保障了高效性和安全性基礎(chǔ)上，還能夠在多個(gè)領(lǐng)域中獲得良好的應(yīng)用效果。

參考文獻(xiàn)

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