DOI:10.1016/j.matchemphys.2020.124087

临床微生物感染已成为一种常见的综合征，时刻威胁着患者的健康，而具有抗菌特性的可生物降解材料引起了人们越来越多的关注，其有望取代包括包装和绷带在内的传统生物材料。在这项研究中，采用静电纺丝法合成了一种可生物降解的聚酯聚羟基丁酸酯/聚ε-己内酯（PHB/PCL）纤维膜，其中含有季铵盐卤胺（HQAS）作为抗菌剂。通过原位聚合将作为pH响应性疏水剂的甲基丙烯酸二甲氨基乙酯（DMAEMA）接枝到PHB/PCL纤维膜上。分别用HCl和NH4OH处理得到亲水膜和疏水膜。一方面，当表面经HCl溶液进一步处理后呈亲水性时，该膜对大肠杆菌O157:H7（ATCC 43895）和金黄色葡萄球菌（ATCC 6538）表现出显著的抗菌作用，并且该膜还具有显著的血栓形成性，BCI为60.6％。另一方面，经NH4OH溶液进一步处理后，该膜对大肠杆菌O157:H7的抗菌效果较差，而膜表面显示出优异的疏水性，平均接触角为134°，具有自清洁性能，可减少细菌粘附。此外，pH响应性亲水/疏水膜对UVA光照和储存显示出良好的稳定性和耐久性。因此，这类pH响应性亲水/疏水抗菌膜在生物医学材料中具有巨大的应用潜力。

图1.HQAS前体的合成。

图2.PHB/PCL-HQAS/DMAEMA/POSS纤维膜的制备。

图3.a）PHB/PCL，b）PHB/PCL-HQAS/DMAEMA/POSS和c）PHB/PCL-HQAS/DMAEMA/POSS-Cl的SEM图像。d）膜的FT-IR和e）XPS光谱。

图4.a）PHB/PCL-HQAS/DMAEMA/POSS-Cl-OH-和PHB/PCL-HQAS/DMAEMA/POSS-Cl-H+的pH响应性亲水/疏水性能以及b）N 1s和Cl 2p的XPS光谱。

图5.a，b）不同膜对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌O157:H7的杀生物活性。c，f）接触时间对PHB/PCL-HQAS/DMAEMA/POSS-Cl杀生物活性的影响。d，e）不同膜对细菌粘附特性的影响。膜a：PHB/PCL，膜b：PHB/PCL-HQAS/DMAEMA/POSS，膜c：PHB/PCL-HQAS/DMAEMA/POSS-Cl，膜d：PHB/PCL-HQAS/DMAEMA/POSS-Cl-H+，膜e：PHB/PCL-HQAS/DMAEMA/POSS-Cl-OH-。

图6.抗菌机理示意图。

图7.膜的血液吸收行为：a）溶液的UV吸收率，b）凝血指数（BCI，图7a中在542nm处）；c）处理过的膜的血液吸收（比例尺为5mm），和d）SEM；e）在膜的提取液中培养24小时后的细胞活性。膜a：PHB/PCL，膜b：PHB/PCL-HQAS/DMAEMA/POSS，膜c：PHB/PCL-HQAS/DMAEMA/POSS-Cl，膜d：PHB/PCL-HQAS/DMAEMA/POSS-Cl-H+，膜e：PHB/PCL-HQAS/DMAEMA/POSS-Cl-OH-。

图8.a）纤维膜的TG和b）DTG曲线。c）和d）PHB/PCL-HQAS/DMAEMA/POSS-Cl的UVA稳定性和储存稳定性。