文献标题：
Hyaluronic Acid–Cellulose Composites as Patches for Minimizing Bacterial Infections
DOI号：
10.1021/acsomega.9b03852
关键词：
Absorption,Cellulose,Composites,Drug release, Materials
内容摘要：
文章讲述了关于利用1-丁基-3-甲基咪唑氯[Bmim][Cl]盐溶液，作为唯一的溶剂，溶解不同比例的透明质酸(HA)和纤维素(CELD)的生物复合材料的合成方法。通过光谱测量(傅里叶变换红外(FT-IR)和X射线衍射(XRD))证实了HA和CEL之间的相互作用，扫描电子显微镜(SEM)图像反映了不同的生物聚合物比例及其对这些复合材料的纹理和孔隙度的影响。这些复合材料在各种介质中表现出高度的吸胀能力。这些复合材料还被用来载药，以检测其释放药物的性能，以便更好地对抗金黄色葡萄球菌感染。
图1 合成含有不同比例的透明质酸 (HA) 和纤维素 (CEL) 的生物复合材料的方法
主要内容：
纤维素(CEL)是一种多糖，是植物细胞壁的主要成分，为复合材料提供了化学稳定性和机械强度。
离子液体(IL)是在温度低于100 °C的有机盐，具有各种独特的化学和物理特性，包括高热稳定性、高溶解度功率、低挥发性和可忽略不计的蒸汽压力。
制作方法：
复合材料以各种比例(1:1，1：2，2:1，1：4 和 4:1)与纤维素的纤维素制成，不超过5% w/w HA(指 HA质量占溶液总质量不超过5%)。且只有1:1和2:1(HA/CEL)产生了稳定的复合材料。
向上滑动具体方法
1.在[Bmim][Cl]中溶解透明质酸钠(5% w/w)；在90-100°C的矿物油浴中，在小瓶中搅拌溶液。
2.HA溶解后，将CEL(2.5或5% w/w)以10%的增量添加到小瓶中。
3.在CEL溶解和溶液均质化后，将混合物转移到硅胶模具中，并放在冰箱中过夜，以便形成凝胶。
4.通过将复合材料浸泡在去离子水中来回收离子液体[Bmim][Cl]。
5.通过冻干从[Bmim][Cl]中取出水，回收[Bmim][Cl]
6.使用FT-IR表征完成了[Bmim][Cl]去除的确认；进行了硝酸银(AgNO3）离子测试，以确认从复合材料中去除所有[Bmim][Cl]。这些复合材料被切割成1.27厘米×1.27厘米的小块，冻干过夜，用傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、热重分析(TGA)、X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对这些基于HA/CEL的复合材料进行了表征。
结果分析：
使用 FT-IR 光谱法来确定复合材料的化学结构：
HA 光谱的吸收带在1604和1405 cm-1(羧酸非对称拉伸振动和羧酸对称拉伸的指示性波段)。1145和1027 cm-1的波段是HA骨架的C-O-C拉伸振动。1560和1322 cm-1的两个信号表示酰胺波段。
在 1150-650 cm-1的区域，复合材料的光谱和HA 之间几乎没有差异。这验证了这些复合材料中HA的存在。复合材料中峰值形状的这种变化表明复合材料中HA和纤维素之间的氢键相互作用。
图2 CEL,HA,1:1和2:1复合材料和O-H拉伸区的FT-IR光谱
图3 纤维素,HA和复合材料的TGA光谱
X 射线衍射(XRD)确定不同量的HA如何影响纤维素的结晶度：
HA是完全无定形的，纤维纤维素的超分子结构作为纤维素 I 存在，其结晶性是两种形式(Iβ和Iα)之间比例的结果。纤维纤维素在14.9、16.4、20.6、22.7 和34.5°有五个特征峰，分别对应于101、101̅、021、002和040平面。复合材料保持了纤维素的特征峰值，在1:1和2:1复合材料中，14.9和22.7°之间的无定形散射角略有增加。
图4 CEL和HA(a)以及1:1和2:1复合材料(b)的XRD光谱
结晶度指数(CI)计算：
图5 计算公式
其中I 002是002-晶格衍射的强度，Iam是2θ = 18°时的衍射强度。两种复合材料的CI都低于纤维素，其中2:1复合材料的CI最低。这可以归因于复合网络中与纤维素相比，无定形HA含量较高。非晶物质破坏了纤维素的晶格，从而降低了其CI。
图6 复合材料和母体生物聚合物的结晶度指数（%）
扫描电子显微镜：
复合材料被切成小块，表面用一层薄薄的导电铂进行旋转涂层。在5千伏处通过扫描电子显微镜评估表面形态。
复合材料表现出纹理多孔的表面；然而，对于2:1复合材料来说，孔隙更大，形状更不规则；1:1的复合材料表现出更光滑的平面纹理。
图7 1:1复合材料(a)2:1复合材料(b)，
[CHX][Ceph]负载1:1复合材料(c)和
[CHX][Ceph]负载2:1复合材料(d)的形态
溶胀研究：
证明这些潜在的伤口护理复合材料的渗出能力，并调查不同聚合物比率对容量的影响。
图8 去离子水，0.9%盐水和1×磷酸盐缓冲盐水(PBS)
(pH 7.4)中复合材料的膨胀
在所有研究的介质中，2:1(HA/CEL)复合材料的膨胀程度比1:1(HA/CEL)材料高得多。这些结果表明，随着复合材料的孔径大小和无定形性质的增加，膨胀比会增加，因为无定形区域能够比结晶区域吸收更多的水。
此外，对这些结果的评估表明，随着复合材料内纤维密度的降低，膨胀增加。由于HA具有吸湿性，在 2:1复合材料的吸收能力中发挥更大作用。更大程度的溶胀也可能是因为HA上钠离子的浓度较高。
个人评价：
如果想做在生产出细菌纤维素之前做BC和HA的水凝胶测试的话，可以尝试文章中提到的方法，虽然文章中纤维素的来源是木本植物和棉花（具体是啥没说，他们买的纤维素，说是来源于木本植物和棉花），一些检测方法可以参考做为我们的实验产物的检测。
【竞赛报名/项目咨询请加微信：mollywei007】
