关键词：磷酸钙，铜纳米粒子，抗菌
正磷酸钙是一类重要的无机材料，广泛应用于生物医学和环境领域。它们除了具有优良的生物相容性、可塑性和自固化性能外，还具有与人体骨矿物相类似的结构特征，在生物材料开发中占有特殊的地位。实际上，正磷酸钙，如羟基磷灰石(HAp)、磷酸三钙(β-TCP)、二水磷酸二钙(DCPD)和无水磷酸二钙 (DCPA)，已经用于骨组织工程，包括移植，假体涂层和药物输送。然而，这些生物材料在骨科手术中的实施，在大多数情况下由于细菌的出现导致植入失败。
近几十年来，人们致力于改善骨整合，防止细菌在骨种植界面的增殖和粘附。抗菌剂如抗生素是克服种植体感染的一种有前途的方法，它们被正式推荐用于预防骨科种植体感染。然而，一些细菌群落及其在植入部位的快速增殖诱导了对免疫系统和多种常规抗生素的高度耐药性，并导致更严重的感染并发症，难以治疗。近年来，人们特别关注开发无耐药性、不危害健康的新型高效抗菌材料。在这方面，一类新型的金属纳米颗粒基材料由于其对多种微生物的敏感性而受到广泛研究。其中，金、银、铜和锌由于其优异的性能而受到越来越多的关注，而这些性能在块体材料中通常受到限制。金属纳米粒子的独特性能可归因于它们的高表面体积比、高导热性和控制它们的物理和化学特性的各种过程。此外，它们还以其小尺寸、高表面积和高分散性而闻名，这使得它们在许多高级应用中具有潜在的用途。科学家已经提出了几种制备纳米颗粒的方法，其中使用还原剂的化学方法被认为是最流行的方法，因为它们在控制纳米颗粒的尺寸、稳定性和物理化学性质方面具有简单和性能。使用封端剂或表面活性剂模板是控制纳米颗粒尺寸和防止纳米颗粒聚集成微粒的重要因素之一，这些聚集微粒在包括抗菌活性在内的多种应用过程中都不起作用。
近年来的研究报道了负载型金属纳米粒子和掺杂在正磷酸钙上的金属离子在不同工艺条件下的抗菌活性。最著名的金属纳米颗粒是银。掺银羟基磷灰石对革兰氏阳性（金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌）和革兰氏阴性（大肠杆菌）细菌具有良好的抗菌活性。铜以其不同的形式对各种细菌具有广泛的抗菌活性，并构成银纳米粒子的良好替代材料，因为它的低价格，高导电性和低毒性。因此，铜被用于许多抗菌应用中，例如纯化剂、杀菌剂和防污。此外，铜包埋在正磷酸钙材料中，对病原细菌(大肠杆菌、金黄色葡萄球菌)和病原酵母(白色念珠菌)具有高效，并且还具有血管生成能力和成骨刺激的多功能特性。
摩洛哥学者Said Arsalane研究团队利用简单有效的机械化学方法，以天然乌贼鱼和磷酸为原料，成功地合成了一种新的β-甲壳素/磷酸钙(DCPA)杂化材料。近日，该团队在此工作基础上，研究了一种新合成的负载铜纳米颗粒Cu(NPs)的β-甲壳素/磷酸二钙(DCPA)复合抗菌剂。
研究人员采用机械化学方法制备了杂化β-甲壳素/DCPA，用超声辅助法合成了负载在β-甲壳素/DCPA基体上的Cu(NPs)。用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、紫外-可见漫反射光谱(DRS)、热重/差热分析(TG/DTA)和扫描电子显微镜(SEM-EDS)对所制备的材料进行了表征。在600 nm左右的可见光区，用光吸收光谱法研究了还原后Cu（NPs）的局域表面等离子体共振（LSPR）。采用微量滴定法，通过测定最小抑菌浓度（MIC）研究了铜基材料对一系列革兰氏阳性菌（金黄色葡萄球菌、单核细胞增生性葡萄球菌）和革兰氏阴性菌（大肠杆菌、铜绿假单胞菌）的抗菌活性。在所测试的材料中，Cu(NPs)/β-甲壳素/DCPA表现出比CuII-β-甲壳素/DCPA和其他许多报道的抗菌剂更高的抗菌效果，MIC值为125 ug.mL-1(铜：6 ug.mL-1)。DOI：10.1016/j.jece.2018.09.049
