Tellurium-based chitosan hydrogel as an efficient nir-induced antibacterial platform

Abstract

A kind of butterfly-shaped tellurium nanoparticles (Te NPs) is prepared in this paper, which have good biocompatibility, their uniform size is about 200 nm, and their photothermal conversion efficiency (η) is as high as 52.9%. Subsequently, a bidirectional freezing method was used to prepare a chitosan hydrogel (CS) with a sponge-like structure, which has excellent porosity and solubility. Its porosity exceeds 75% and can maintain a moisturizing effect for about 16 hours. Then, the prepared Te NPs were introduced into CS to construct a CS/Te antibacterial platform, which was effective against Staphylococcus aureus (S. aureus) and Escherichia coli (E. coli). These results suggested that CS/Te antibacterial platform could be a promising NIR light-activated antibacterial candidate material for biomedical applications.

Появление устойчивости к антибиотикам потребовало разработки новых противомикробных методов лечения. Согласно описанным в литературе данным, композиты полимер-металл демонстрируют антибактериальную и антибиопленочную активность против E. Сoli и S. Еnterica. Кроме того, наночастицы теллура (Te NPs) обладают значительной активность по улавливанию свободных радикалов ABTS и DPPH, демонстрируют цитотоксичность в отношении раковых клеток (A549 и PC3) по сравнению с нормальными клетками (клетками NIH3T3). В этой статье описан процесс получения наночастиц теллура в форме бабочки, которые обладают хорошей биосовместимостью. Их однородный размер составляет около 200 нм, а эффективность их фототермического преобразования (η) достигает 52,9%. Для получения гидрогеля хитозана (CS / ГХ) с губчатой структурой, обладающего превосходной пористостью и растворимостью, был использован метод двунаправленного замораживания. Пористость субстрата превышает 75% и может сохранять увлажняющий эффект около 16 часов. Подготовленные наночастицы теллура вводили в гидрогель хитозана для создания антибактериальной платформы CS/Te, которая продемонстрировала эффективность против золотистого стафилококка (S. Аureus) и кишечной палочки (E. Сoli).Приведенные результаты позволяют предположить, что антибактериальная платформа CS/Te может стать перспективным антибактериальным материалом, для биомедицинских применений.