银系无机抗菌材料研究 (2)
载银缓释型抗菌敷料
收稿:2008年9月,收修改稿:2008年12月 3C orresponding author e 2mail :anshjun @载银缓释型抗菌敷料温 昕 安胜军3 侯志飞 焦 展(河北化工医药职业技术学院 石家庄050026)摘 要 近10年来,载银缓释型抗菌敷料因其优良特性,在医药、卫生等领域引起科学家们的广泛关注。
本文综述了银的抗菌机理和载银缓释型抗菌敷料的缓释机制;重点介绍了目前在国际市场上销售的代表性载银缓释型抗菌敷料的性能,并从不同的载体材料角度(如生物高分子、合成高分子、生物和合成高分子共用、有机硅材料)总结了新型载银抗菌敷料的研究进展;最后,讨论了载银抗菌医用敷料在研究和应用中需要解决的问题。
关键词 抗菌敷料 银 缓释 制备中图分类号:T Q314;T B39;T Q342+.87 文献标识码:A 文章编号:10052281X (2009)07Π821644211Ag 2Loaded Sustained R elease Antimicrobial DressingsWen Xin An Shengjun3 Hou Zhifei Jiao Zhan(The Chemical and Pharmaceutical C ollege of Hebei ,Shijiazhuang 050026,China )Abstract During recent ten years ,Ag 2loaded sustained release antimicrobial dressings have been drawn great attention in the fields of medicine and sanitation because of their excellence characteristic.This review highlights the antimicrobial mechanisms and sustained release methods of silver.It em phatically introduces the functions of the primary Ag 2loaded sustained release antimicrobial dressings on the international market ,and summarizes the progress in the novel Ag 2loaded sustained release antimicrobial dressings from the area of material ,including biopolymer ,synthetic polymer ,blended biopolymer and synthetic polymer and silicone materials.Finally ,the challenge and problem for the development of Ag 2loaded sustained release antimicrobial dressings are discussed.K ey w ords antimicrobial dressing ;silver ;sustained release ;preparationContents1 Introduction2 Antimicrobial mechanisms of silver 2.1 Antimicrobial mechanisms of silver ion 2.2 Antimicrobial mechanisms of silver nanoparticle 3 Sustained release mechanisms of silver ion 3.1 Interaction of electrovalent and coordinate bond 3.2 Adjustion of the hydrophilicity of carrier 3.3 Crosslinking3.4 Enhancement of the crystallinity degree 3.5 Others4 Properties of Ag 2loaded sustained release antimicrobialdressings on the market 4.1 Biopolymers 4.2 P olyurethanes4.3 Artificial fibers Πpolyesters5 Materials and characters of the novel Ag 2loadedsustained release antimicrobial dressings 5.1 Biopolymers 5.2 Synthetic polymer5.3 Biopolymers and synthetic polymers 5.4 P olysilicone resins 6 Problems and prospects第21卷第7Π8期2009年8月化 学 进 展PROG RESS I N CHE MISTRYV ol.21N o.7Π8 Aug.,20091 引言 银及其化合物以其优良的抗菌和抑菌性能已经在医学、卫生等领域得到了广泛应用[1]。
纳米银在抗菌领域的研究进展
消毒工艺是生活饮用水处理中的一项重要工艺，目标是灭活水中多种病原微生物，对于保障人类的安全和健康有着重要意义。
各个国家均对饮用水的抗菌消毒予以高度重视。
传统的氯化消毒工艺过程中，氯会与水中天然有机物反应生成三卤甲烷和非挥发性的卤代有机物等消毒副产物（DBPs）。
其他的化学消毒工艺如二氧化氯、臭氧消毒等，也可能会使水中生成氯酸盐、亚氯酸盐、溴酸盐等DBPs。
DBPs对人体具有致癌、致畸、致突变的“三致”作用，严重威胁人们健康。
因此，在消毒过程避免DBPs的生成是亟待解决的难题。
而作为一种新型的抗菌消毒材料，纳米银在抗菌方面的优越性，引起了众多学者的研究。
1.纳米材料简介纳米材料是指三维空间中至少一维的尺寸介于1~100 nm之间的材料。
由于尺寸处于纳米级别，纳米材料表现出一些特有的效应，如表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应。
此外，纳米材料往往具有非常大的比表面积以及较高的化学活性。
这些性质有利于其抗菌能力的发挥。
常作为抗菌剂的纳米材料主要有两类：碳系纳米材料和纳米金属材料。
碳系纳米材料包括碳纳米管、氧化石墨烯等。
碳纳米材料对水中溶壁微球菌、变异链球菌、沙门氏菌属等均具有抗菌作用。
氧化石墨烯对于大肠杆菌具有很强的灭活能力。
纳米金属材料包括纳米银、纳米铁、纳米氧化锌等。
纳米金属材料由于特有的界面效应，其表面原子缺少临近的配位原子导致化学活性极强，也因此提高了对于细菌的亲和力，易于杀死细菌。
纳米铁即可在氧和无氧的条件下高效的灭活细菌。
纳米银作为最具前景的纳米金属材料之一，其抗菌方面的应用得到了越来越多的关注。
2.纳米银的抗菌研究2.1纳米银抗菌的优势在众多的纳米材料之中，纳米银（nAg）脱颖而出，被广泛研究主要得益于以下特性。
nAg的抗菌活性极高。
银的杀菌能力是锌的上千倍。
银离子对多种革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌、霉菌等均有广谱、强烈的杀灭作用，这是其作为抗菌材料被研究的基础。
许多学者就nAg对细菌的抗菌性能进行了深入研究。
纳米银水悬浮液抗菌材料的研制
维普资讯
２０ ０ ６年 第 ４期
孙成林， ．纳米银水悬浮液抗菌材料的研制 等
表 ２ 各 种 抗 菌 剂 的 性 能 汇 总
品种
有 机抗 菌 剂
・ ７・ ２
材料 对环境 和 人体有 害 ， 且作 用 寿命 短 ， 求使 用 温 要
１ 概 述
联 合 国世 界 卫 生 组 织 （ Ｏ） 出 ， １世 纪 全 ＷＨ 提 ２
早 在古 代 人 们 就认 识 到 银 是 一种 抗 菌 性 物质 。
近年 来人 们逐 渐发 现银 是一 种安 全 的广谱 性 杀菌 材
料 ， 应用 也 逐 渐 推 广 开 来 。２ 其 ０世 纪 ８ ０年 代 开 始 集 中研 究 银 系 无 机 抗 菌 剂 及 其 在 各 种 材 料 中 的应
后。
２ 抗 菌材料 的分类及特性
２ １ 抗 菌材 料的分 类 ．
在适 宜 细 菌 繁殖 的条 件 下 ， 用 抗 菌剂 可 以抑 使
制细 菌 的生长 发育 。抗 菌技术 近年来 发展 很快 。抗
菌 材 料分 为有 机 、无 机 和天 然抗 菌材 料 。有 机抗 菌
表 １ 实 验 结 果
用， 并很 快取 得进 展 。
球的主题是“ 健康 与环境 ” 。人类 接触 的所有环境 及物品， 即空 气 、 、 物 、 水 衣 生活 用 品 、 办公 用 品 、 通 交 工具 、 建筑材料表面等均可能存在细菌污染问题 ， 使
用抗 菌剂 （ 效 抗 菌 剂 ） 十 分 必 要 的。抗 菌 材 料 长 是 属交 叉学科 ， 目前 正 在 形成 产 业 之 中。据 资 料 ¨ 报 道， 世界上 抗 菌材料 研 制 和应 用 最 发 达 的国 家应 属 日本 ， 欧美 在抗 菌材 料 的开 发 和 应 用进 程 比 日本 落
纳米无机抗菌材料抗菌性能研究
化 工 新 型 材 料 UB3 H7B:ZH+- :+9B[Z+-?
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纳米无机抗菌材料抗菌性能研究
李彦峰 汪斌华 王向东
摘 机理。 关键词 纳米 ()*，+, 系无机抗菌剂，抗菌性能 要
黄婉霞 王 丹
涂铭旌
（四川大学材料科学与工程学院，成都 %!&&%’）
从上表可以看出， 随着氧化锌重量百分比的提 高， 抗菌性能也随之提高。当氧化锌重量百分比为 抑菌效果已经很好， 达到 66%66-1 。这为纳 !1 时， 米氧化锌在实际应用中的添加量给出了一个参考 值。
#
抗菌机理
氧化锌作为传统的无机抗菌材料之一， 在与细
菌接触时， 锌离子缓慢释放出来， 由于锌离子具氧化 还原性， 并能与有机物 （硫代基、 羧基、 羟基） 反应， 可 以与细菌细胞膜及膜蛋白结合， 破坏其结构， 进入细
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! （上接第 7* 页） 的晶体粒径， 但过小的反应浓度不利于工业化生产， 图 （.） 因此， 在具体生产时应同时考虑生产的效率。在其 给出了体相氧化锌 （图中 8） 和纳米氧化锌 （图中 9） 对紫外光的吸收图谱。从图中我们可以看 出， 而 9 对紫外光的吸 8 在紫外光区的光吸收很小， 收由明显高于 8。 8 在小于 -.(:; 的远紫外光区吸 收增强， 在 -5(:;、 .((:; 处光吸收的变化趋势相似， 基本上为一水平线。 9 的光吸收与 8 有较明显的不 同： 可见光区光吸收明显增加， 高于 8 " ! 在紫外、 倍至 - 倍以上； " 在 65(:; 左右有一明显的吸收最 强峰； 吸光度基本不变； -.(:; 处， # 在 -((:;、 $在 吸光度下降。本实验 65(:; 以后随着波长的增加， 采用同一介质体系， 散射因素基本相同， 其相对吸光 强度可以认为主要是由氧化锌粒子的光吸收所引起
新型无机抗菌材料的研究进展
Ｗ ＥＩ ｑａ ｉｏ ，ＴＡＮＧ ｎ ｌｉ，ＬＩ Ｌ Ｄａ Ｙｉｇｅ Ｕ ｉ，ＸＩ Ｘｕ ｓ ａ Ａ ｅ ｈ ｎ ，ＰＥＮＧ ｉｈ ｉ Ｊｎ ｕ。
（ Ｃ ｌ ｇ ｆ ｏ ｏ ｉａ ｃ ｅ ｃ ｎ ｃ ｎ ｌｇ ， ｎ ｉ ｇ Ｕｎ ｖ ｒ ｉ ｆＳ ｉｎ ｅ ａ ｄ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ， ｎ ｎ ５ ２ ４ １ ｏ ｌ ｅ ｏ ｌｇ ｃ ｌ ｉｎ ｅａ ｄ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ Ｋｕ ｍ ｎ ｉ ｅ ｓｔ ｏ ｅ ｃ ｎ ｃ ｎ ｌ ｇ Ｋｕ ｍｉ ｇ ６ ０ ２ ； ｅ Ｂｉ Ｓ ｙ ｃ
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纳米银的合成及其抗菌应用研究进展
纳米银的合成及其抗菌应用研究进展叶伟杰;陈楷航;蔡少龄;陈利科;钟同苏;王小英【摘要】病原微生物严重威胁着人类的健康安全,纳米银作为一种新型抗菌材料,其制备与应用已成为纳米材料领域的研究热点.本文综述了纳米银的主要合成方法,包括多糖法、Tollens试剂法、辐射法、生物法和多金属氧酸盐法等,具有原料广泛、反应温和、成本低廉和环境友好等优点.基于纳米银的优异抗菌性能,总结了纳米银的抗菌机理及其抗菌应用,并展望了纳米银在抗菌涂料、抗菌包装等领域的发展前景.%Pathogenic microorganism is a serious threat to human health.As a novel kind of antibacterial materials, silver nanoparticles involving their preparation approaches and applications are of great research interest in the field of nanomaterials.This review summarized a summary of synthesis methods of silver nanoparticles, including polysaccharide, Tollens, irradiation, biological and polyoxometalates, which enjoy numerous advantages such as wide range of raw materials, gentle reaction condition, low-cost and environmental-friendly and etc..Furthermore, based on the antibacterial property of silver nanoparticles, the antibacterial mechanism and applications were described.The development of silver nanoparticles in antibacterial application was also prospected, such as antibacterial coating and antibacterial packaging.【期刊名称】《材料工程》【年(卷),期】2017(045)009【总页数】9页(P22-30)【关键词】纳米银;合成;抗菌机理;抗菌应用【作者】叶伟杰;陈楷航;蔡少龄;陈利科;钟同苏;王小英【作者单位】华南理工大学轻工科学与工程学院制浆造纸国家重点实验室,广州510640;华南理工大学轻工科学与工程学院制浆造纸国家重点实验室,广州510640;华南理工大学轻工科学与工程学院制浆造纸国家重点实验室,广州510640;深圳市美盈森环保科技股份有限公司,广东深圳 518107;深圳市美盈森环保科技股份有限公司,广东深圳 518107;深圳市美盈森环保科技股份有限公司,广东深圳 518107;华南理工大学轻工科学与工程学院制浆造纸国家重点实验室,广州510640【正文语种】中文【中图分类】TB331近年来，环境微生物灾害事件频繁发生，造成了巨大的经济损失和社会危害。
银纳米颗粒水凝胶的制备及性能研究
银纳米颗粒水凝胶的制备及性能研究随着科学技术的不断发展，纳米材料的应用越来越广泛，其中银纳米颗粒作为一种优秀的材料，近年来备受关注。
经过一系列制备工艺的研究，银纳米颗粒水凝胶被制成，其在医学、环保、电子、光学等领域均得到广泛应用。
本文将详细介绍银纳米颗粒水凝胶的制备方法及其性能研究情况。
一、银纳米颗粒的制备方法目前银纳米颗粒的制备方法主要有化学合成法、生物合成法、物理方法等，其中化学合成法是目前最为常用的方法之一。
下面将详细介绍该方法的制备过程：1. 成分准备将所需的化学品，包括硝酸银、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、还原剂等称取后，按照一定比例加入高纯水中，充分溶解。
2. 反应过程将所需溶液倒入一个容器中，加入还原剂，并搅拌均匀。
在适当的反应时间内，观察颜色变化，直到产生深棕色沉淀为止。
3. 滤除和洗涤将反应产生的沉淀用纯水浸泡，并多次过滤和洗涤，去除杂质和余量的化学品，最终得到纯净的银纳米颗粒。
通过这样的步骤，可以得到质量稳定、颗粒均匀大小的银纳米颗粒水凝胶。
二、银纳米颗粒水凝胶的性能研究银纳米颗粒水凝胶因其材料的特殊性质，具有多种优良性能。
下面将介绍银纳米颗粒水凝胶在医学、环保、电子、光学等方面的应用及其性能研究情况。
1. 医学应用银纳米颗粒具有优异的抗菌性能，因此在医药领域有着广泛的应用。
研究表明，银纳米颗粒水凝胶能够与细菌膜结合，在细胞内部释放出银离子，杀死细菌并减缓炎症反应。
同时，银纳米颗粒还可以作为药物载体，搭配各类药物，实现更为精确的治疗，有着广阔的发展前景。
2. 环保应用银纳米颗粒的应用在环保领域主要包括水处理和环境污染监测。
研究显示，将银纳米颗粒水凝胶应用于水处理中，能够有效去除水中的污染物和嗅味呈现出良好的净化效果。
此外，在环境污染监测中也可以利用其优良的散射性能，对污染物进行检测。
3. 电子应用银纳米颗粒的高导电性使其在电子行业中获得了广泛的应用。
目前，银纳米颗粒水凝胶被广泛地应用于制作电子纸和柔性显示器等高性能电子产品，具有极高的市场前景。
文物保护中的抗菌材料研究
文物保护中的抗菌材料研究文物，是历史的见证，是人类文明的瑰宝。
然而，岁月的侵蚀和环境的影响常常使文物面临各种损害，其中微生物的侵蚀就是一个不容忽视的问题。
为了更好地保护文物，抗菌材料的研究逐渐成为文物保护领域的重要课题。
微生物对文物的损害方式多种多样。
一些细菌和真菌能够在文物表面生长繁殖，分泌出酸性或碱性物质，从而导致文物材质的化学变化和物理结构的破坏。
例如，在纸质文物上，霉菌的生长会使纸张变色、变脆；在木质文物上，真菌的侵蚀可能导致木材腐朽。
此外，微生物还可以在文物的缝隙和微孔中滋生，进一步加速文物的老化和损坏。
为了应对微生物对文物的侵害，研究人员致力于开发各种抗菌材料。
这些抗菌材料大致可以分为无机抗菌材料、有机抗菌材料和天然抗菌材料三大类。
无机抗菌材料中，银系抗菌材料应用较为广泛。
银离子具有强大的抗菌能力，能够破坏微生物的细胞膜，抑制微生物的生长和繁殖。
纳米银粒子由于其比表面积大，抗菌效果更为显著。
此外，氧化锌、二氧化钛等金属氧化物也具有一定的抗菌性能。
氧化锌在光照条件下能够产生活性氧物种，对微生物起到杀灭作用；二氧化钛则在紫外线照射下具有光催化抗菌活性。
有机抗菌材料包括季铵盐类、卤胺类等。
季铵盐类化合物通过与微生物细胞膜的相互作用，改变细胞膜的通透性，从而达到抗菌的目的。
卤胺类抗菌材料具有可再生的抗菌功能，在经过一定的处理后可以恢复其抗菌活性，具有较长的使用寿命。
天然抗菌材料则主要来源于植物提取物，如茶多酚、大蒜素等。
这些天然提取物通常具有良好的生物相容性和环境友好性，但抗菌效果可能相对较弱，且稳定性有待提高。
在文物保护中应用抗菌材料时，需要考虑多方面的因素。
首先是抗菌效果的持久性。
由于文物的保存时间通常较长，抗菌材料必须能够在长期内保持有效的抗菌性能，以防止微生物的再次侵害。
其次是对文物本体的影响。
抗菌材料不能与文物的材质发生不良反应，不能改变文物的外观和物理化学性质。
再者是安全性和环保性。
化纤织物的纳米银抗菌整理
化纤织物的纳米银抗菌整理近年来，随着科技进步和生活水平的提高，抗菌、防臭功能纺织品逐渐引起国内外纺织界的关注。
随着纳米技术的发展，一些纳米无机抗菌剂因具有优良的广谱而被应用于纺织服装中，其中银系抗菌剂因具有较强的杀菌和抑制病原体的能力，且耐久性良好，在无机中占主导地位。
本试验使用Dorafresh纳米银抗菌整理剂对含锦纶、涤纶及氨纶等化纤织物进行效果的研究。
1 试验材料、试剂及仪器织物各种涤纶、锦纶、氨纶/涤纶及涤棉织物。
试剂D orafreshA G,DorafreshB I纳米银抗菌整理剂(杭州多闻化工有限公司)。
设备及仪器轧车、连续焙烘机、激光粒度仪、原子吸收光谱仪、紫外线微生物无菌室等。
织物抗菌整理工艺采用纳米银溶液对织物进行一浸一轧整理工艺:配制抗菌整理液一浸一轧(轧液率40% -90%)*烘干(120℃x 30 s)--焙烘(160℃x 60s)-各种性能测试抗菌整理液配制先后依次称取g 左右的DorafreshB I溶液和g 左右的DorafreshA G 溶液，溶解于35℃的500 mL水中，然后定容至1 000 mL，配成整理液。
配制加酸整理液时，另加2岁L柠檬酸和酒石酸。
部分试验中将整理液曝光48 h后用于整理工艺中。
测试方法1.3.1 杭菌织物试样洗涤试验方法参照F Z/ T7 3023-2006《抗菌针织品》中附录C的简化洗涤条件及程序，将待测整理织物按标准洗涤50次。
抗菌织物银含量测试用原子吸收光谱仪进行测试。
1.3.3 织物的透气性能取3块2 0c mx 20c m的织物试样，用透气仪测试透气量，计算其平均值。
织物的透湿性能按透湿杯蒸发法测试。
纳米银颗粒粒径分布用激光粒度仪测试。
织物的杭菌性能测试(振荡烧瓶法)振荡烧瓶法模拟人体的穿着条件，使细菌在振荡条件(300 r/min)下与织物内抗菌剂接触，振荡1一6h后，经细菌培养计数，计算细菌减少百分率，从而确定抗菌性能大小。
抗菌材料
抗菌材料的出现势在必行!!
何谓抗菌材料？
• 抗菌材料：自身具有杀灭或抑制微生物功 能的新型功能材料。 • 抗菌本质：抗菌剂的加入使基体材料具有 抑制或杀灭其表面细菌能力。
二.抗菌剂
• 抗菌剂：一些微生物高度敏感、少量添加到材料中即可赋 予材料抗微生物性能的化学物质，属于抗生素。 分为无机抗菌剂、有机抗菌剂、天然抗菌剂.
性电子,h+代表空穴)
特点
• 光催化特性
• 对光照的选择性吸收 • 分解有机物速度快、彻底有效，是目前使 用最广泛的光催化抗菌剂
存在的问题及解决办法
存在的问题
• 太阳能利用率低 (<385nm) • 空气中易氧化、吸湿 • 电子—空穴对极易复 合，降低其杀菌性能
解决办法
• 控制晶型（锐钛型+金 红石型） • 金属离子的掺杂,使其 获得可见光催化活性 （Co2+、Fe3+） • 重金属沉积掺杂,抑制 电子—空穴对的复合 （Ag Pt）
改进前后的比较
• 将金属Ag+的抗菌效果 与纳米TiO2抗菌剂的 光催化性能相结合,不 仅能杀死细菌,而且能 穿透细胞膜,破坏细胞 膜机构,并降解内毒素 引起的后期污染 • 其抗菌性能不会随抗 菌剂消耗而降低甚至 消失,而会产生持久的 抗菌性.
四.抗菌材料的应用
Ⅰ.抗菌材料在医疗领 域的应用:
• 抗菌生物活性陶瓷 • 新型生物敷料膜
复合抗菌剂的协同作用模式
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无 机 银 系 抗 菌 剂
抗菌剂的特点
• 抗菌谱：具有广谱抗菌性或特异抗菌性 ；
• 持久性：耐洗涤、耐磨损、寿命长； • 耐候性(居室 办公室 露天)：耐热、耐日照，物性 不易变化；