فعالیت ضدباکتریایی قابل تنظیم پارچه پلی‌پروپیلن پوشش داده شده با پرکننده صفحه‌ای بریستلینگ Ti3C2Tx MXene

مرجع پلیمر در بازار ایران (پلیم پارت) :

فعالیت ضدباکتریایی قابل تنظیم پارچه پلی‌پروپیلن پوشش داده شده با پرکننده صفحه‌ای بریستلینگ Ti3C2Tx MXene که اثر نانو تیغه را با نسل ROS جفت می‌نماید.

چکیده

پلی­‌پروپیلن (PP) یک پلیمر ترموپلاستیکی است که به دلیل هزینه کم و عملکرد برتر به طور گسترده به عنوان منسوجات پزشکی در کاربردهای بهداشتی مورد استفاده قرار می­گیرد. با این حال، خاصیت ضد باکتریایی را نشان نمی­‌دهد که منجر به امکان انتقال پاتوژن می­‌شود. در اینجا، پارچه پزشکی ضد باکتری را با مونتاژ آسان از تکه‌های دوبعدی ایجاد شده که بر روی سطح الیاف PP پرز می‌نمایند، تهیه گردید. افزایش مقدار MXene در محلول پوشش از 1 تا 32 میلی‌گرم در میلی‌لیتر، امکان مونتاژ لبه‌های تکه‌های MXene را بر روی سطح PP و ردیابی تکامل شکاف نواری را برای ایجاد ساختار مجدد فراهم می­‌نماید. خصوصیات نانوکامپوزیت PP/Ti₃C₂T_x ثابت نموده است که خواص ضد باکتریایی، پوشش قوی و از نظر شیمیایی/حرارتی پایداری دارد. مطالعات میکروبیولوژیکی آزمایشگاهی در مقابل اشریشیا کلی گرم منفی و استافیلوکوک اورئوس گرم مثبت نشان داده است که PP/Ti₃C₂T_x زنده‌ماندن باکتری را تا 100% کاهش می‌دهد، زیرا ناشی از استرس غشای هم افزایی به واسطه تماس فیزیکی و گونه‌های اکسیژن فعال ناشی از نسل نور (ROS) است. علاوه‌­بر این، استفاده از اسید ال-آسکوربیک برای تثبیت MXene امکان دستیابی به پایداری حرارتی عالی نانوکامپوزیت PP/Ti3C2Tx را پس از پیری حرارتی تسریع نمود. در مجموع، این پژوهش استراتژی مهندسی سطح آسان برای طراحی پارچه­‌های پزشکی با عملکرد عملیاتی برجسته ارائه می­‌دهد. با نشان دادن عملکرد استثنایی MXene تثبیت شده در ساختار نانوکامپوزیت خودآرایی، دری را برای استفاده MXene در سایر زمینه­‌های زیست پزشکی باز می­‌نماید.

نتیجه گیری

به طور خلاصه، با موفقیت پارچه بافته شده پلی­‌پروپیلن پزشکی تجاری (PP) را به منسوجات چند منظوره با فعالیت بیوسیدال عالی و پایداری حرارتی/شیمیایی برجسته تغییر داده شده است. نانوپرکننده‌های Ti₃C₂T_x ویژگی‌های جذب نور پارچه PP را اصلاح نمودند تا نسبت به نور مرئی حساس‌تر باشند، همانطور که با تغییر فاصله باند از 3/36 به 2/20 eV نشان داده می‌شود. این ویژگی نوری قابل تنظیم، فعالیت ضدباکتریایی پارچه‌های PP/Ti₃C₂T_x را پس از تابش نور بهبود بخشید و باعث کاهش زنده‌ماندن باکتری‌ها تا رسیدن به 100 درصد برای E. coli و S. aureus شد. نشان داده شده است که نانوپرکننده­‌های صفحه‌­ای و تولید ROS نقش مهمی در فعالیت باکتری‌کشی دارند.  دانشمندان در این ضمینه ثابت نموده‌­اند که تثبیت اسید ال-آسکوربیک (Vit.C) می­‌تواند فرآیند کاهش صفحه­‌های Ti₃C₂T_x را با محافظت احیا از ساختار Ti₃C₂T_x از طریق کاهش Vit.C محدود نماید. علاوه بر این، پوشش قوی از صفحه‌­ها Ti₃C₂T_x روی سطح PP تحت شرایط شستشوی ملایم و سخت تایید شد. نشان داده شد PP/Ti₃C₂T_x مقدار اندکی از صفحه­‌های MXene را در شرایط سخت از الیاف آزاد می‌­نماید.

در مجموع، این پژوهش بینش جدید برای توسعه منسوجات پزشکی برپایه MXene ضد باکتریایی ارائه شده که برای کاربردهای آینده در زمینه‌های بیوتکنولوژیک امیدوارکننده می‌­باشد. در برنامه های مفروض در منسوجات هوشمند، استراتژی مهندسی سطحی آسان برای طراحی پارچه های PP پزشکی غنی شده با MXene با عملکردهای عملیاتی برجسته ارائه  داده شده است. این روش خودآرایی همراه با تثبیت Vit.C می‌تواند به­‌طور گسترده جهت به دست آوردن نانوکامپوزیت‌های پلیمری/Ti₃C₂T_x مختلف با پایداری حرارتی عالی در اثر پیری سریع استفاده شود، بلکه دارای عملکرد زیست‌کشی برجسته‌ای نسبت به میکروارگانیسم‌های مختلف است.

دانلود فایل : فعالیت ضدباکتریایی قابل تنظیم پارچه پلی­پروپیلن پوشش داده شده با پرکننده صفحه­ای بریستلینگ Ti3C2Tx MXene که اثر نانو تیغه را با نسل ROS جفت می­نماید.

Purbayanto MA, Jakubczak M, Bury D, Nair VG, Birowska M, Moszczyńska D, Jastrzębska A. Tunable Antibacterial Activity of a Polypropylene Fabric Coated with Bristling Ti3C2T x MXene Flakes Coupling the Nanoblade Effect with ROS Generation. ACS Applied Nano Materials. 2022 Mar 22;5(4):5373-86.

DOI: 10.1021/acsanm.2c00365

ترجمه و ویرایش : هانیه میران موسوی