SIOC English
化学学报
高级检索

化学学报 >

2023 , Vol. 81 >Issue 9: 1196 - 1201

DOI: https://doi.org/10.6023/A23040193

研究展望

长效抗菌材料的研究现状与展望★

  • 韩玉淳 ,
  • 王毅琳
展开
  • a 中国科学院化学研究所 胶体界面与化学热力学实验室 北京 100190
    b 中国科学院大学 北京 100049

韩玉淳, 中国科学院化学研究所副研究员, 2005年获东北师范大学硕士学位, 2008年获中国科学院化学研究所博士学位. 主要研究方向: 新型氨基酸表面活性剂的设计合成、组装结构和功能调控; 发展高效表面活性剂抗菌体系; 建立可循环清洗剂等. 主持和参与多项国家自然科学基金项目.

王毅琳, 中国科学院化学研究所研究员, 博士生导师, 国家杰出青年科学基金获得者, 科技部项目首席科学家. 1988和1991年分别获兰州大学化学系学士和硕士学位, 1997年获中国科学院化学研究所博士学位. 曾获中国化学会胶体与界面科学杰出贡献奖. 主要研究方向: 设计合成新型表面活性剂, 利用表面活性剂的表界面结构、自组装规律和相行为, 建立适用于农药施用、消毒杀菌、工业清洗、废水处理、个人护理以及提高采收率等领域的高效功能体系.

★庆祝《化学学报》创刊90周年.

收稿日期: 2023-04-30

  网络出版日期: 2023-07-18

基金资助

国家科技部重点研发计划(2021YFA0716700); 国家自然科学基金(21988102); 国家自然科学基金(22272184); 国家自然科学基金(22072161)

收起

Retrospect and Prospect of Long-lasting Antibacterial Materials★

  • Yuchun Han ,
  • Yilin Wang
Expand
  • a Laboratory of Colloid, Interface and Chemical Thermodynamics, Institute of Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China
    b University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
★Dedicated to the 90th anniversary of Acta Chimica Sinica.
*E-mail: ;
; Tel.: 010-82615802

Received date: 2023-04-30

  Online published: 2023-07-18

Supported by

The Ministry of Science and Technology of the People’s Republic of China(2021YFA0716700); National Natural Science Foundation of China(21988102); National Natural Science Foundation of China(22272184); National Natural Science Foundation of China(22072161)

Fold

摘要

长效抗菌材料的重要性日益凸显, 它不仅可以有效减少抗菌剂的使用, 从而降低产生病菌耐药性的风险, 而且在许多医用材料(例如医用棉布、伤口敷料以及植入物)使用方面发挥着不可或缺的作用, 这些材料的持久抗菌将大大减少二次感染以及诱发疾病的危险. 因此, 开发持久、高效且安全的抗菌材料已经成为研究热点. 本文主要简述了近年来研究者们针对表面涂层、医用棉织物、伤口愈合敷料、体内植入物、水处理过滤膜以及其它方面等设计开发的长效抗菌材料, 最后对该领域的未来研究方向进行了展望.

关键词： 长效抗菌剂; 物理吸附; 化学接枝; 非共价结合

本文引用格式

韩玉淳 , 王毅琳 . 长效抗菌材料的研究现状与展望★[J]. 化学学报, 2023 , 81(9) : 1196 -1201 . DOI: 10.6023/A23040193

Abstract

Long-lasting antibacterial materials are becoming increasingly important. They can effectively decrease the consumption of antibacterial agents, thereby reducing the risk of microbial resistance. Also, they play an indispensable role in safe utilization of many medical materials (medical cotton cloth, wound dressings, and implants, etc.). The durable antibacterial property can greatly abate the risk of secondary infections and induced diseases. Therefore, the development of durable, efficient, and safe antibacterial materials has become a research hotspot. In this perspective, we mainly introduce the recent advancement of long-lasting antibacterial materials aimed for surface coatings, medical cotton fabrics, wound healing dressings, in vivo implants, water treatment membranes and other aspects. Finally, the future research in this field is envisaged.

Key words： durable antibacterial agent; physical adsorption; chemical grafting; non-covalent binding

参考文献

[1]
Howard, S. J.; Hopwood, S.; Davies, S. C. Sci. Transl. Med. 2014, 6, 236ed10.
[2]
Van Boeckel, T. P.; Pires, J.; Silvester, R.; Zhao, C.; Song, J.; Criscuolo, N. G.; Gilbert, M.; Bonhoeffer, S.; Laxminarayan, R. Science 2019, 365, eaaw1944.
[3]
Sills, J.; Lu, J.; Guo, J. Science 2021, 371, 474.
[4]
Dhingra, S.; Sharma, S.; Saha, S. ACS Appl. Bio Mater. 2022, 5, 1364.
[5]
Saverina, E. A.; Frolov, N. A.; Kamanina, O. A.; Arlyapov, V. A.; Vereshchagin, A. N.; Ananikov, V. P. ACS Infect. Dis. 2023, 9, 394.
[6]
Kim, S.; Chen, J. B.; Clifford, A. ACS Appl. Bio Mater. 2021, 4, 6619.
[7]
Zhong, Y.; Zheng, X. T.; Zhao, S.; Su, X.; Loh, X. J. ACS Nano 2022, 16, 19840.
[8]
Xie, X.; Gao, B.; Ma, Z.; Liu, J.; Zhang, J.; Liang, J.; Chen, Z.; Wu, L.; Li, W. CCS Chem. 2020, 2, 1949.
[9]
Zhang, M.; Zhang, C.; Zhai, X.; Luo, F.; Du, Y.; Yan, C. Sci China Mater. 2019, 62, 1727.
[10]
Qi, Y.; Ren, S.; Che, Y.; Ye, J.; Ning, G. Acta Chim. Sinica 2020, 78, 613. (in Chinese)
[10]
(齐野, 任双颂, 车颖, 叶俊伟, 宁桂玲, 化学学报, 2020, 78, 613.)
[11]
Feng, S.; Zhang, S.; Ma, L.; Yang, Y.; Zhu, Y.; Liu, C. Sci. Sin. Vitae. 2023, 53, 120. (in Chinese)
[11]
(冯闪, 张审, 马陇豫, 杨莹莹, 朱禹, 刘超群, 中国科学: 生命科学, 2023, 53, 120.)
[12]
Yuan, Q.; Tang, Y. Sci. Sin. Chim. 2022, 52, 250. (in Chinese)
[12]
(袁琼, 唐艳丽, 中国科学: 化学, 2022, 52, 250.)
[13]
Wang, J.; Ye, Y.; Li, Y.; Ma, X.; Wang, B. Acta Chim. Sinica 2022, 80, 1338. (in Chinese)
[13]
(王洁, 叶雨晴, 李源, 马小杰, 王博, 化学学报, 2022, 80, 1338.)
[14]
Shen, Y.; Li, S.; Qi, R.; Wu, C.; Yang, M.; Wang, J.; Cai, Z.; Liu, K.; Yue, J.; Guan, B.; Han, Y.; Wang, S.; Wang, Y. Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202110938.
[15]
Shen, Y.; Lin, H.; Yang, M.; Gong, X.; Guan, B.; Han, Y.; Wang, S.; Wang, Y. Adv. Mater. 2023, 35, 2210936.
[16]
Zhang, Z.; Vaisocherová, H.; Cheng, G.; Yang, W.; Xue, H.; Jiang, S. Biomacromolecules 2008, 9, 2686.
[17]
Li, G.; Cheng, G.; Xue, H.; Chen, S.; Zhang, F.; Jiang, S. Biomaterials 2008, 29, 4592.
[18]
Jiang, S.; Cao, Z. Adv. Mater. 2010, 22, 920.
[19]
Huang, Z.; Nazifi, S.; Jafari, P.; Karim, A.; Ghasemi, H. ACS Appl. Bio Mater. 2020, 3, 911.
[20]
Manouras, T.; Koufakis, E.; Vasilaki, E.; Peraki, I.; Vamvakaki, M. ACS Appl. Mater. Interfaces 2021, 13, 17183.
[21]
Song, F.; Zhang, L.; Chen, R.; Liu, Q.; Liu, J.; Yu, J.; Liu, P.; Duan, J.; Wang, J. ACS Appl. Mater. Interfaces 2021, 13, 33417.
[22]
Huang, Z.; Nazifi, S.; Hakimian, A.; Firuznia, R.; Ghasemi, H. ACS Appl. Mater. Interfaces 2022, 14, 43681.
[23]
Wang, S.; Liu, Z.; Wang, L.; Xu, J.; Mo, R.; Jiang, Y.; Wen, C.; Zhang, Z.; Ren, L. ACS Appl. Mater. Interfaces 2023, 15, 723.
[24]
Lin, J.; Chen, X.; Chen, C.; Hu, J.; Zhou, C.; Cai, X.; Wang, W.; Zheng, C.; Zhang, P.; Cheng, J.; Guo, Z.; Liu, H. ACS Appl. Mater. Interfaces 2018, 10, 6124.
[25]
Cai, Q.; Yang, S.; Zhang, C.; Li, Z.; Li, X.; Shen, Z.; Zhu, W. ACS Appl. Mater. Interfaces 2018, 10, 38506.
[26]
Yang, H.; Zhang, Q.; Chen, Y.; He, Y.; Yang, F.; Lu, Z. ACS Appl. Bio Mater. 2018, 1, 340.
[27]
Garcia, M. M.; da Silva, B. L.; Sorrechia, R.; Pietro, R.; Chiavacci, L. A. ACS Appl. Bio Mater. 2022, 5, 3667.
[28]
Song, L.; Sun, L.; Zhao, J.; Wang, X.; Yin, J.; Luan, S.; Ming, W. ACS Appl. Bio Mater. 2019, 2, 2756.
[29]
Dhand, C.; Venkatesh, M.; Barathi, V. A.; Harini, S.; Bairagi, S.; Goh Tze Leng, E.; Muruganandham, N.; Low, K. Z. W.; Fazil, M.; Loh, X. J.; Srinivasan, D. K.; Liu, S. P.; Beuerman, R. W.; Verma, N. K.; Ramakrishna, S.; Lakshminarayanan, R. Biomaterials 2017, 138, 153.
[30]
Suo, H.; Hussain, M.; Wang, H.; Zhou, N.; Tao, J.; Jiang, H.; Zhu, J. Biomacromolecules 2021, 22, 3049.
[31]
Liu, G.; Xiang, J.; Xia, Q.; Li, K.; Yan, H.; Yu, L. Ind. Eng. Chem. Res. 2020, 59, 9666.
[32]
Monerris, M.; Broglia, M. F.; Yslas, E. I.; Barbero, C. A.; Rivarola, C. R. Soft Matter. 2019, 15, 8059.
[33]
Li, W.; Wang, Y.; Qi, Y.; Zhong, D.; Xie, T.; Yao, K.; Yang, S.; Zhou, M. ACS Appl. Bio Mater. 2021, 4, 3729.
[34]
Xu, W.; Chen, Y.; Zhang, B.; Xu, W.; Niu, J.; Liu, Y. Biomacromolecules 2021, 22, 4434.
[35]
Zhang, Y.; Zhang, L.; Li, B.; Han, Y. ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9, 9449.
[36]
Liu, C.; Feng, S.; Ma, L.; Sun, M.; Wei, Z.; Wang, J.; Chen, Z.; Guo, Y.; Shi, J.; Wu, Q. ACS Appl. Mater. Interfaces 2021, 13, 38029.
[37]
Dhand, C.; Ong, C. Y.; Dwivedi, N.; Varadarajan, J.; Halleluyah Periayah, M.; Jianyang Lim, E.; Mayandi, V.; Goh, E. T. L.; Najjar, R. P.; Chan, L. W.; Beuerman, R. W.; Foo, L. L.; Loh, X. J.; Lakshminarayanan, R. ACS Biomater. Sci. Eng. 2020, 6, 3162.
[38]
Li, Y.; Miao, Y.; Yang, L.; Wang, G.; Fu, M.; Wang, Y.; Fu, D.; Huang, J.; Wang, J.; Fan, Z.; Lu, Z.; Guo, J.; Hu, Z. Chem. Eng. J. 2023, 455, 140572.
[39]
Ma, Y.; Yi, J.; Pan, B.; Nitin, N.; Sun, G. ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 51057.
[40]
Chen, Q.; Zhao, K.; Li, G.; Luo, J.; Li, X.; Zeng, Y.; Wang, X. M. ACS Appl. Mater. Interfaces 2022, 14, 43741.
[41]
Liang, X.; Qin, L.; Wang, J.; Zhu, J.; Zhang, Y.; Liu, J. Ind. Eng. Chem. Res. 2018, 57, 3235.
[42]
Baji, A.; Truong, V. K.; Gangadoo, S.; Yin, H.; Chapman, J.; Abtahi, M.; Oopath, S. V. ACS Appl. Polym. Mater. 2021, 3, 4256.
[43]
Lv, M.; Su, S.; He, Y.; Huang, Q.; Hu, W.; Li, D.; Fan, C.; Lee, S. T. Adv. Mater. 2010, 22, 5463.
[44]
Chen, C.; Zhang, T.; Dai, B.; Zhang, H.; Chen, X.; Yang, J.; Liu, J.; Sun, D. ACS Sustainable Chem. Eng. 2016, 4, 6534.
[45]
Li, J.; Kang, L.; Wang, B.; Chen, K.; Tian, X.; Ge, Z.; Zeng, J.; Xu, J.; Gao, W. ACS Sustainable Chem. Eng. 2019, 7, 1146.
[46]
Nie, X.; Wu, S.; Huang, F.; Li, W.; Qiao, H.; Wang, Q.; Wei, Q. Chem. Eng. J. 2021, 416, 129072.
[47]
Hong, D.; Wu, J.; Xiao, X.; Li, X.; Xu, D.; Du, C. Front. Chem. 2021, 9, 747665.
[48]
Zhao, D.; Wei, Y.; Jin, Q.; Yang, N.; Yang, Y.; Wang, D. Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202206807.
Options
文章导航

/

〈 〉