使用個(gè)人防護(hù)設(shè)備抵御病原體是必不可少的，但在醫(yī)療保健環(huán)境中具有挑戰(zhàn)性。 對(duì)新出現(xiàn)的生物威脅和傳染病爆發(fā)的擔(dān)憂強(qiáng)調(diào)需要抗菌和生物相容性防護(hù)服來(lái)保護(hù)患者和工作人員。在此，我們報(bào)告了含有嵌入的還原氧化石墨烯 (RGO) 和 Ag/Cu 納米粒子 (NPs) 的棉/絲綢織物的抗菌功效和細(xì)胞毒性。使用 3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷偶聯(lián)劑制備，然后進(jìn)行化學(xué)還原和真空熱處理。在RGO層頂部嵌入NPs大大增加了抗菌活性。所有嵌入棉或絲織物的RGO-Ag NPs或RGO-Cu NPs降低了大約99%的革蘭氏陰性細(xì)菌大腸桿菌和銅綠假單胞菌的活力。嵌入棉花或絲綢織物中的RGO-Ag NPs將革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌金黃色葡萄球菌的活力降低了78-99%，這高于RGO-Cu NPs樣品對(duì)金黃色葡萄球菌的生長(zhǎng)抑制。與RGO-Ag NPs 織物相比，含有RGO-Cu NPs的絲綢和棉花都使酵母白色念珠菌的生存能力降低更多。所有嵌入棉或絲織物中的RGO-Ag NPs或RGO-Cu NPs都表現(xiàn)出良好的耐洗性，即使洗滌10次也能保持良好的殺菌活性。 此外，RGO-Ag或RGO-Cu織物均未將哺乳動(dòng)物細(xì)胞（HEK293）的活力降低 30% 以上，表明細(xì)胞毒性低且生物相容性良好。這些發(fā)現(xiàn)表明，嵌入棉或絲織物中的RGO-NPs在防護(hù)服和醫(yī)用紡織品中具有巨大的應(yīng)用潛力。
圖 1. 石墨烯衍生物和嵌入銀/銅納米粒子的棉/絲織物中的鍵合相互作用和反應(yīng)的簡(jiǎn)化示意圖。 (a)纖維素（棉中）、氨基酸（絲中）和GO的簡(jiǎn)化化學(xué)結(jié)構(gòu)。 (b)從 3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷形成聚合硅氧烷。 (c)棉/絲織物、偶聯(lián)劑、GO和Ag/Cu離子之間的整體結(jié)合。
圖 2. RGO和NPs嵌入棉織物的 SEM 圖像。 （a）RGO-和Cu NPs-embedded棉（C-CA-RGO-Cu）織物。 (b) 和 (c) (a) 的放大圖像部分，顯示嵌入的RGO和NP。
圖 3. 細(xì)菌對(duì)棉和絲織物樣品的附著和抑制。 （a）和（b）大腸桿菌的附著/抑制，（c）和（d）金黃色葡萄球菌的附著/抑制，以及（e）和（f）銅綠假單胞菌在棉花和絲綢上的附著/抑制。
圖 4. 棉和絲織物樣品上細(xì)菌附著/抑制的 SEM 圖像。 (a)-(f) 大腸桿菌的附著/抑制，其中 (a)、(b)、(c)、(d)、(e) 和 (f) 代表 PC、C-CA-RGO-Ag 、C-CA-RGO-Cu、PS、S-CA-RGO-Ag 和 S-CA-RGO-Cu。 (g)-(l) 金黃色葡萄球菌的附著/抑制，其中 (g)、(h)、(i)、(j)、(k) 和 (l) 代表 PC、C-CA-RGO- Ag、C-CA-RGO-Cu、PS、S-CA-RGO-Ag 和 S-CA-RGO-Cu。
圖 5. RGO 和 NPs 嵌入織物對(duì)真菌的活性。 (a)和(b)白色念珠菌分別對(duì)棉和絲織物樣品的附著和抑制。 (c)-(h)白色念珠菌在不同棉和絲織物樣品上的附著和抑制的 SEM 圖像。 純織物上的菌絲生長(zhǎng)已轉(zhuǎn)化為RGO和NPs嵌入織物中的芽。
圖 6. RGO 和 NPs 嵌入的棉/絲織物的抗菌活性示意圖。
圖 7. 洗滌 5 次和 10 次后，棉和絲織物樣品對(duì)細(xì)菌的附著和抑制。 分別在每個(gè)圖的虛線左側(cè)和右側(cè)顯示了五次和十次洗滌的樣品。 （a）和（b）大腸桿菌的附著/抑制，（c）和（d）金黃色葡萄球菌的附著/抑制，以及（e）和（f）銅綠假單胞菌在棉花和絲綢上的附著/抑制。
圖 8. HEK293細(xì)胞暴露于RGO和NPs修飾的 (a) 棉織物和 (b) 絲織物時(shí)的細(xì)胞毒性和活力。
相關(guān)科研成果由新南威爾士大學(xué)Shovon Bhattacharjee和Rakesh Joshi等人于2021發(fā)表在Applied Bio Materials（https://doi.org/10.1021/acsabm.1c00508）上。原文：Graphene- and Nanoparticle-Embedded Antimicrobial and Biocompatible Cotton/Silk Fabrics for Protective Clothing。
轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號(hào)
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