细菌纤维素-纳米银复合材料的制备及其抗菌性能研究
细菌纤维素/纳米银复合材料的制备及其抗菌性能研究
摘 要：细菌纤维素（bacterial cellulose, bc）是一种由微生物合成的高纯度纤维素，超细纤维网络结构使其具有高比表面积、高持水能力以及良好的生物相容性和生物可降解性，被认为是一种潜在的“理想”医用敷料材料。然而，细菌纤维素本身不具有抗菌性能，难以应对细菌感染的伤口。纳米银是一种广谱抗菌剂。因此本文以细菌纤维素为模板，采用环境友好的化学还原剂抗坏血酸为还原剂，原位制备细菌纤维素/纳米银复合材料。同时分别采用抑菌圈法和最小抑菌浓度法对复合物的抗菌效果进行评价。
关键词：细菌纤维素 纳米银 抗菌 创伤敷料
一、引言
细菌纤维素是一种由微生物合成的高纯度纤维素，其微纤维直径只有40-60nm，是自然界中天然存在的精细纳米材料。超细纤维网络结构使其具有高比表面积、高持水能力以及良好的生物相容性和生物可降解性，被称作“大自然赋予人类的天然生物医用材料”[1]。大量研究和临床试验表明，细菌纤维素基创伤敷料对于烧伤烫伤以及慢性溃疡疾病具有良好的治愈效果，是一种极具潜力的“理想”创伤敷料材料[2]。
然而，细菌纤维素本身不具有抗菌性能，难以应对细菌感染的伤口。金属银及其化合物是目前最常用的无机抗菌剂，尤其适用于治疗烧伤烫伤以及慢性溃疡创伤[3]。因此，以细菌纤维素为载体负载纳米银粒子将有望获得具有高效保湿抗菌功能的“理想”医用创
伤敷料。孙东平等以细菌纤维素为载体，甲醛为还原剂采用液相化学还原法合成载银细菌纤维素复合材料，所得银纳米粒子平均粒径在45nm左右，对大肠杆菌、酵母菌和白色念珠菌等都有理想的抗菌效果[4]。marques等分别以细菌纤维素和普通植物纤维为基体，采用nabh4原位还原agno3的方法在纤维素膜上合成纳米银单质，结果表明细菌纤维素纤维的银负载量可达到植物纤维的50倍以上，并且对ag+具有更持久的控释作用，是一种良好的纳米银合成基质[5]。上述研究大多采用nabh4、甲醛等化学试剂为还原剂，这些试剂通常具有较高的人体毒性，反应结束后很难解决试剂在纤维膜内的残留问题，尤其不适合应用于生物医用材料产品的制备。据此，我们提出，以细菌纤维素为模板，摒弃有毒化学还原试剂，采用环境友好的抗坏血酸为还原剂，原位制备细菌纤维素/纳米银复合材料。
二、材料与方法
（一）实验材料
木醋杆菌（acetobacter xylinum）：本实验室保藏。agno3、抗坏血酸购买于国药集团化学试剂有限公司。其它试剂若无特殊说明，均为市场可售。
（二）细菌纤维素膜的制备和纯化
以木醋杆菌为菌种，将活化后的菌种接种至种子培养液中，在30℃和160rpm的摇床中培养24h。按6%的接种量接种于发酵培养基中，30℃恒温培养箱中静置培养8 d，得细菌纤维素膜。培养基组成为
麦芽糖25g/l，蛋白胨3g/l，酵母浸膏5g/l，ph值为5.0，121℃灭菌20 min。
将bc膜取出用去离子水反复冲洗，再浸泡于0.1%的naoh溶液中以去除细菌纤维素膜中的菌体及残留培养基，80℃处理6h至膜呈乳白色半透明。最后用去离子水充分洗涤，直至洗液成中性。
（三）细菌纤维素/纳米银复合材料的制备
将上述bc膜浸泡于一定浓度的硝酸银溶液中，在30℃恒温水浴锅中100rpm震荡12h。然后将膜取出放入10mm的抗坏血酸溶液中，在磁力搅拌下冰浴还原6h。然后取出用去离子充分洗涤，得细菌纤维素/纳米银复合材料。
（四）含银量的测定
将制备的复合物样品干燥后剪碎，准确称取一定质量溶解于hno3溶液中。采用原子吸收法测定其银含量。
（五）抗菌性能的测定
（1）抑菌圈法
以金黄色葡萄球菌为模型菌。具体方法为：将金黄色葡萄球菌从斜面接种到种子培养基中，37℃恒温培养12h得种子液。吸取0.1ml种子液至固体平板培养基上，涂布均匀。将载银细菌纤维素膜平铺在平板中央，37℃恒温倒置培养24h。然后测量其抑菌圈大小，并以不载银的纯细菌纤维素膜为对照组。抑菌带宽度定义为：抑菌带半径平均值与样品膜半径平均值之差。
（2）最小抑菌浓度法（mic）
以金黄色葡萄球菌为模型菌，采用mic法定量评价复合物的抗菌效果。具体方法为：将10个灭菌的含一定量培养基的三角瓶分别编号1-9号，在培养基中放入1-9片载银细菌纤维素膜制成不同含银量培养基。然后，取107cfu/ml的金黄色葡萄球菌菌悬液0.1ml接种于上述1-9号三角瓶中，于37℃恒温培养24h。
培养结束后，分别从上述三角瓶中取出0.1ml培养液，将其涂布到琼脂平板上，每个样品做三个平行，于37℃恒温培养箱中倒置培养24h，观察菌落的生长情况。以不长菌的最低浓度为最小抑制浓度（mic）。
三、结果与讨论
（一）细菌纤维素/纳米银复合材料的制备
目前化学法还原制备纳米银粒子大多采用nabh4、甲醛等化学试剂为还原剂，这些试剂通常具有较高的人体毒性，反应结束后需解决试剂在纤维膜内的残留问题，不适合应用于生物医用材料产品的制备。抗坏血酸是一种常用的医药原料，具有一定的还原能力。因此本文尝试以抗坏血酸为还原剂，细菌纤维素为模板，原位还原制备纳米银。实验过程中发现，随着反应时间的延长，细菌纤维素膜由初始的透明色逐渐变为亮黄色，表明纳米银粒子在细菌纤维素膜上形成（图1）。
（二）含银量的测定
分别选用1.0、2.5及5.0mm的硝酸银溶液制备细菌纤维素/纳米银复合材料，采用原子吸收法测定不同硝酸银溶液浓度条件下复合
物的载银量情况，结果如图2所示。结果显示，随着硝酸银浓度的升高，复合膜的含银量增加。但当硝酸银浓度大于2.5mm时，继续增加硝酸银浓度，复合物的载银量几乎不变，这说明此时可能达到了细菌纤维素膜的最大银负载量。
（三）抗菌活力的评价
首先采用抑菌圈法对细菌纤维素/纳米银复合材料的抗菌活力进行定性评价。分别考察了上述三种硝酸银溶液所制备的复合物的抗菌效果（图3）。如图所示，复合物产生的抑菌圈的变化趋势与其载银量相似，这说明复合物载银量的高低与抑菌圈宽度有一定相关性，即载银量越高，抑菌圈越大。
采用最小抑菌浓度法定量评价细菌纤维素/纳米银复合材料的抗菌活力，如图4所示。由结果可知，当硝酸银浓度为1.0mm时，mic值最低，说明该制备条件下，复合膜的抗菌效果最好。在较高的硝酸银浓度条件下，由于较高量的银粒子负载到细菌纤维素膜上，可能会产生银粒子团聚，进而影响其抗菌效果。
四、结论
本文以细菌纤维素为模板，抗坏血酸为还原剂，原位制备细菌纤维素/纳米银复合材料，并对其抗菌活性进行研究。结果表明，在较低的硝酸银浓度条件下，所得复合膜的载银量较低，抑菌圈较小，但其最小抑菌浓度值较低。这可能是由于较低的银负载量减弱了银粒子的团聚现象，导致其抗菌效果较好。
基金项目：国家自然基金项目（no.21004008）；上海市教育委员
会和上海市教育发展基金会“晨光计划”项目（no.11cg35）。
[参考文献]
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bacterial or vegetable cellulosic fibers.acta
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复合细菌纤维素材料的研究进展
复合细菌纤维素材料的研究进展
摘要：细菌纤维素（BC）是一类由微生物合成的可降解环保型生物高分子材料。近年来，国内外研究者致力于对BC进行生物和化学改性，研制出多种复合细菌纤维素材料。复合细菌纤维素材料在一定程度上优化了BC的理化和生物学、材料学性能，拓宽了BC的应用范围和领域。本文简要介绍细菌纤维素的性质和应用，并对发展前景进行展望。
关键词：细菌纤维素、复合、应用
细菌纤维素（简称BC）是由微生物发酵合成的多孔性网状纳米级生物高分子聚合物，因其由细菌合成而命名为细菌纤维素。目前已知的细菌纤维素生产菌属有醋杆菌属、无色杆菌属、假单胞菌属、根瘤菌属、八叠球菌属、气杆菌属、固氮菌属、土壤杆菌属和产碱杆菌属等，其中研究最多、合成能力最强、生产潜力最大的菌种是木醋杆菌。
BC的纤维直径在纳米范围内，其相互交错无序排列形成微纳米级的孔隙，为许多小分子进入提供了合适的空间。以BC为模板，利用其纳米级的超细网络结构以及其表面大量 的活泼羟基，通过化学修饰、材料复合等途径，可以赋予BC更多特殊性能。
一、细菌纤维素的特性
1、1 纳米结构
细菌纤维素具有独特的束状纤维，其宽度约100ｎｍ，厚度为3—8ｎｍ，单根细丝纤维直径为2—5nm，属于纳米级纤维，其大小为人工合成纤维的1/10，在纤维研究中是目前发现最细的天然纤维。
1、2 高持水性和高透气性
细菌纤维素分子内有大量的亲水基团及很多孔道，因此具有良好的透气、透水和持水性能。根据实验条件不同，细菌纤维素可吸收比自身干重大60—700倍的水分，细菌纤维素膜的持水性能为600%—1000%。
1、3 高抗张强度和弹性模量
细菌纤维素因其分子内存在大量的氢键，而具有高杨氏模量，其经处理后， 弹性模量可达1.5×109Pa，这一性能满足其作为医用敷料、医用组织器官及其他产品的要求。细菌纤维素抗撕拉能力是同样厚度的聚乙烯和聚氯乙烯膜的6倍，证明了细菌纤维素膜比人类的动脉和静脉更有弹性。
纳米银的抗菌性研究
纳米银的抗菌性研究及其在医疗中的应用
摘要：作为一种新型无机抗菌材料，纳米银不仅具备超强的抗菌效果，且对人体更为安全。本文主要介绍了纳米银抗菌材料的抗菌原理，并介绍了其在医疗方面的应用。
关键字：纳米银、抗菌机理、医疗应用
纯银是一种美丽的银白色的金属，它具有很好的延展性，其导电性和传热性在所有的金属中都是最高的，主要用于制合金、焊药、银箔、银盐、化学仪器等，并用于制银币和底银等方面。自古以来，银就被用于加速伤口愈合、治疗感染、净化水和保存饮料，用银器存放食物，可防止细菌生长，但银离子在溶液中的不稳定性限制了其推广应用。[1]
图1、银（左）和纳米银（右）
随着纳米技术的发展及其理论的成熟，一系列的纳米材料先后被制备出来，并展现出不同于常规材料的优良物理化学性能。其中，金属银的纳米化使银具有了更加诱人的前景，引起了广泛的关注（图1）。
纳米银是以纳米技术为基础研制而成的新型产品，近年来的研究与发展表明，纳米银材料具有很稳定的物理化学性能，在电学、光学和催化等众多方面具有比普通银更优异的性能，现已广泛应用于陶瓷材料、环保材料和涂料等许多领域。由于纳米银粒具有优异的抗菌活性，所以在医学上也得到了广泛应用，一般来说，天然抗菌材料具有安全性高的优点，然而其普遍寿命较短、耐热性差、不易进行再加工；有机合成抗菌材料具有抗菌范围广、杀菌速度快等优点，但是一般来说其毒副作用相对较大、易水解、使用寿命短，与传统无机抗菌剂相比，其优点主要有广谱抗菌、强效杀菌、渗透性强、修复再生、抗菌持久、安全无毒、无耐药性等。[2]
抗菌机理
银离子具有很强的抗菌特性，溶液中微量的银离子即可杀灭细菌,且覆银表面与水接触后可源源不断地释放银离子，这就是银杀菌性能维持时间较长的原因。纳米状态的银还具有极大的比表面积，这种结构给各种反应提供了众多的接触作用位点，容易与外来原子相结合，更容易释放银离子。例如，1g球状银表面积为10.6cm2，而1克直径为10nm的银纳米粒子的表面直径达到6×105cm2，明显增加了持续释放银离子所需的表面积。
纳米银在抗菌方面的研究进展
Q
1 纳米银在抗菌方面的研究进展
摘要：纳米技术是本世纪最有前途的新技术之一，纳米材料被广泛应用于生物、医药、化工及其他工业领域。纳米颗粒是指直径在1-100nm之间的粒子，也称为超微粒子，纳米材料的优异特性取决于其独特的微观结构，具有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等，因而显示出不同于常规材料的热、光、电、磁、催化和敏感等特性。国内、外研究人员将纳米材料和技术与银的特性相结合，研制出纳米银材料应用于各领域，例如建筑涂料、环境净化、医疗、医药、陶瓷、塑料、纸制品、纺织品、化妆品等领域，主要是运用了纳米银独特的抗菌性能和抗菌机制[1]。
关键词：纳米银；抗菌；应用
1 纳米银的抗菌机理
有关纳米银抗菌作用机制，Dibro等认为，纳米银的作用方式与银离子相似，但它们的有效浓度不同，纳米银是在纳摩尔水平，而银离子是在微摩尔水平。因此，纳米银的抗菌性能尤其对致病的的杆菌、球菌、丝菌的杀灭作用远远大于传统的银离子杀菌剂。纳米银微粒可杀死细菌、真菌、支原体、衣原体等致病微生物。通常纳米银颗粒直径（10-100nm）极其微小，独特的小尺寸效应和表面效应可以轻易地进入病原体，与菌体中酶蛋白质巯基（-SH）迅速结合；一些以巯基（-SH）为必要基团的酶便失去活力，使致病菌不能代谢而死亡，从而达到杀菌、修复组织、促进伤口愈合的作用。Lok等[2]将大肠杆菌短期暴露在纳米银中，运用蛋白质组学分析纳米银的抗菌机制。结果显示，纳米银会导致包膜蛋白前体的积累，大肠杆菌细胞膜被破坏，降低其膜电位，细胞内ATP 水平降低。纳米银的抗菌作用是一种同时作用于细菌细胞内、外的复杂机制。纳米银通过与外膜屏障成分的作用对细胞膜结构和功能构成破坏和扰动，改变膜电势和膜的渗透性，导致细胞的离子转运体系被打乱；纳米银还可以进入细胞内，使细胞内钾和磷酸盐等流失以及细胞内Q
1 ATP大量水解、水平急速降低等；还可能与致病微生物中的DNA结合，导致DNA结构变性，抑制DNA复制；纳米银还会诱导产生超氧化物自由基和其他活性氧自由基，进而导致细胞的氧化应激、细胞膜损伤；纳米银在含水环境中可以释放银离子，易与一系列带负电荷的分子结合，从而干扰微生物正常的生理过程；此外，纳米银又是非抗生素类抗菌剂，细菌对银离子不产生耐药性，是一种长效的抗菌剂。
纳米银纤维纤维抗菌性能及安全性研究
纳米银纤维 纤维抗菌性能及安全性研究
3菏泽市生态环境局定陶区分局 山东省菏泽市 274000
摘要：我们在自然界中到处都能看见微生物的存在，而人类又与微生物相互依存，人们上半身每平方厘米的皮肤就存在数千个微生物因子。但随着人们生活水平和经济收入的提高，消费者也渐渐从追求舒适、保暖转向追求健康、实用性高的产品，抗菌性纺织品就成为目前纺织市场中比较受消费者欢迎的一种功能性纺织品。基于此，本文主要以纳米银纤维为主角，深入探讨其抗菌性能及安全性，旨在促进纳米银纤维材料的高质量发展。
关键词：纳米银纤维纤维；抗菌性能；安全性
前言：近两年，疫情时代的到来，让社会和广大群众对各种各样的产品的抗菌性引起了重视，而纳米银纤维作为最新一代的抗菌剂，不仅给人们在日常生活中广泛应用开辟了广阔的发展前景，还促进了纳米银纤维产品的创新发展。为此，如何进一步对纳米银纤维的抗菌性能及安全性深入剖析和研究，是本文探讨的关键性问题。
1.
纳米银纤维的抗菌性能表现
银纤维的应用范围极广，不仅可以应用到户外运动领域、内衣内裤领域，还可以应用到医学领域和军事领域。它之所以可以应用到这么多领域，其中重要的一点就是它的抗菌性能十分强。具体来说，相对于银离子，纳米银纤维在浓度极低时，就对微生物表现出强烈的抗菌性。而且对哺乳动物的毒性较低，并且很少出现并发症。其次，持久性好，纳米银纤维可以附载于壳聚糖等载体上，持续释放出零价银离子。维系较为稳定银浓度，达到持久抗菌的目的。除此之外，还能广谱抗菌。纳米银纤维能够有效抑制包括金黄色酿龙菌，葡萄球菌、大肠杆菌，绿脓假单胞菌等多种致病菌，以及皮肤癣菌等真菌在内的650多种致病菌。另外，还不易产生耐药性。众所周知，银离子在温暖潮湿的环境里，银离子的活泼性就会越来越强。经纳米银纤维处理的细菌基本无法存活，可以杜绝细菌产生耐药性。最后，纳米银纤维还有毒副作用小，使用方便等优点【1】。
1.
纳米银纤维的安全性表现
纳米银 抗菌 原理
纳米银 抗菌 原理
纳米银具有出色的抗菌性能，这是由于其独特的抗菌原理。纳米银颗粒的尺寸通常在1-100纳米之间，这使其具有更大的比表面积，增加了与细菌接触的可能性。
纳米银颗粒表面的银离子可以与细菌表面的硫醚、羧基、磷酸基等物质发生反应，破坏细菌的细胞膜结构，阻止其正常的代谢和生长。此外，银离子还可以与细菌的DNA结合，干扰其复制和转录过程，导致细菌死亡。
与此同时，纳米银颗粒具有较大的表面能量，可以与细菌的膜表面相互作用，导致细菌膜的损伤和渗漏。这种渗漏会进一步影响细菌的正常生理功能，导致其死亡。
除了直接破坏细菌的细胞结构和功能外，纳米银还可以通过释放银离子来实现抗菌作用。银离子可以通过与细菌内的蛋白质和酶反应，干扰其正常的酶活性和代谢过程，从而杀死细菌。
总的来说，纳米银的抗菌原理主要涉及其与细菌表面的相互作用、干扰细菌的膜结构、代谢和DNA复制过程，以及通过释放银离子来杀灭细菌。这使得纳米银在抗菌领域具有广泛的应用前景。
纳米银抗菌剂的研究和应用
文章编号:1001-7658(2009)04-0424-03 =综述>
纳米银抗菌剂的研究和应用
陈美婉 彭新生 吴琳娜 吴传斌
(中山大学药学院,中山大学药物制剂工程研究开发中心,广州 510006)
关键词 纳米银;抗菌剂;杀菌效果;抑菌
中图分类号:R187.1 文献标识码:A
纳米银作为金属银的一种特殊形态,是指粒径在1~
100nm之间的金属银微粒组成的粉体。由于其颗粒极其微
小,表面积较大,使其具有显著的表面效应、量子尺寸效应和
量子隧道效应,因而使纳米银具有超强的活性及渗透性,其
杀菌作用是普通银的数百倍。另外,由于纳米尺度的金属银
的表面电子特性,它可以与细菌的蛋白质分子上的疏基、胺
基等吸电子基团形成配体,从而进一步增强了抗菌效果。纳
米银是一类新型抗菌剂,具有强大抑菌、杀菌作用及其广谱
的抗菌活性,具有传统无机抗菌剂无法比拟的抗菌效果,无
耐药性,安全性高。随着抗生素的细菌耐药性日益严重,纳
米银在消毒杀菌领域的研究和应用越来越受到了广泛的关
注。
人类发现银有广谱杀菌作用已有很长时间,早在远古时
代,就有用银器存放食物,防止细菌生长的记载112。随着科
学技术的进步,人们发现银是一种安全的广谱性杀菌材料,
其应用也逐渐推广开来。如今临床上人们已广泛使用磺胺
嘧啶银、氟哌酸银、锌银乳膏、磺胺嘧啶银胶原蛋白膜、辐照
氟银猪皮等治疗烧伤烫伤以防止绿脓菌等细菌的繁衍,硝酸
银水溶液作为眼科消炎、银汞合金作为牙科材料及含银水溶
液治疗牙痛、胶态银在妇科洗剂中均应用广泛。在日常生活
在中也可用载银活性炭或银丝编织过滤器净化饮用水等。
1 纳米银的抗菌机理
纳米银由于其结构单元尺寸介于宏观物质和微观原子
和分子之间,表现出特别的表面效应、小尺寸效应、量子尺寸
效应和宏观量子隧道效应,可以轻易地进入病原体122;纳米
银粒子尺寸小,表面所占的体积百分数大,表面的键态和电
子态与颗粒内部不同,表面原子配位不全等导致表面的活性
位置增加,具备了作为抗菌剂的基本条件;具有很强穿透力,
纳米银的制备及其应用研究进展
成都纺织高等专科学校学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｅｎｇｄｕ Ｔｅｘｔｉｌｅ Ｃｏｌｌｅｇｅ 第３３卷４期（总第１２２期） ２０１６年１０月 Ｖｏ１．３３，Ｎｏ．４（Ｓｕｍ １２２
纳米银的制备及其应用研究进展
郭荣辉，王灿，彭灵慧，向 诚
（四川大学轻纺与食品学院，四川成都６１００６５）
摘要：纳米银由于其特殊的物理、化学特性以及生物学特性，被广泛用于电学、光学、催化 剂、医学、纺织品等领域。综述了纳米银的制备方法及其应用情况与研究进展。
关键词：纳米银制备方法应用 中图分类号：ＴＱ４２６．８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－５５８０（２０１６）０４－０１５４－０６
纳米银不仅具有纳米材料的宏观量子隧道效 应、量子尺寸效应、小尺寸效应和表面效应，还具有
导电性、优良的光学特性、化学稳定性和催化性能、 良好的生物相容性及抗菌性等。因此纳米银的制 备及应用成为近年来研究的热点。本文主要介绍 纳米银的制备方法，包括物理方法、化学方法和生 物方法等，以及纳米银在电学领域、光学领域、催化
剂领域、医学领域、纺织品领域的应用研究进展。
１纳米银的制备方法
纳米银的制备方法多种多样，大致可以分为物 理方法、化学方法和生物方法，每种方法都有其优 缺点。其中物理方法虽然工艺简单但所需设备昂
贵，近几年对物理方法的研究较少；而化学方法由 于其成本低产量高，在工业生产中通常采用该方法 制备纳米银；生物方法较物理方法和化学方法而言 更加绿色环保、成本低廉，因此近年来引起越来越
多研究学者的关注。
１．１物理方法
该方法是将大颗粒的银单质制备成纳米级的
银粒子，其特点是纯度较高、工艺简单；但该方法能 耗较高，所需设备价格昂贵，且生产成本较高。因
此，近几年物理方法的研究较少。该方法主要有真 空冷凝法、高压磁控溅射法、激光烧蚀法等。
真空冷凝法是指在惰性气体或真空中，通过加 热、激光、蒸发、电弧高频感应等方法产生高温，从 而使银原料气化或者形成等离子体，再骤冷使其凝 结得到纳米银粒子。采用真空冷凝法制备的纳米
纳米银在抗菌领域的研究进展
84实验研究
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。Dankovich等人报道nAg可以高效的灭活水中的大肠杆菌和粪肠球菌；Guzman等人发现小尺寸的nAg颗粒相比于大尺寸的对于革兰氏阴性菌（大肠杆菌、绿脓杆菌）和革兰氏阳性菌（金黄色葡萄球菌）均具有更好的抗菌效果，同时还发现，纳米银对于革兰氏阴性菌的灭活效果往往强于革兰氏阳性菌，这与细菌的结构有关。nAg是一种对人体无害的金属。银的使用已有上千年历史，银质餐具具有抑制细菌滋生的能力，银丝纱布可以防止伤口腐烂。nAg虽然具有广谱的灭活能力，但对哺乳动物的毒性却很低，因此是一种对人类友好性的材料，至今未报导水体中纳米银危害人类安全的事件发生。进而nAg也被广泛应用到个人护理用品、食品、卫生等领域。nAg不易使细菌产生耐药性。nAg可迅速杀死细菌，使其无法产生具有耐药性的下一代，进而避免了细菌耐药性的产生。在抗生素滥用导致的细菌耐药性日益严重的今天，nAg在抗菌领域的出现和应用，必将受到越来越广泛的关注。综上，nAg凭借其极高的抗菌活性、对人体无害和不产生耐药性的特点，拥有传统无机抗菌剂无法比拟的优势。2.2.纳米银抗菌机理对于nAg的抗菌机制至今仍未被完全阐明，目前较为广泛接受的观点主要有以下几点：nAg颗粒及nAg释放出的银离子均具有一定的抗菌作用。He等人认为银离子的释放为主导因素，颗粒纳米银在抗菌领域的研究进展马占芳（同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室，上海 200092）摘 要：传统的水处理抗菌消毒工艺，往往会产生有毒害的消毒副产物，其安全性也受到了质疑。纳米银作为一种新兴的纳米抗菌材料，展现出了很高的灭活性能和无消毒副产物生成的优势，其抗菌机理也得到了广泛研究。纳米银的表面修饰剂往往会对材料的抗菌性能产生影响，带正电的纳米银材料具有更强的抗菌活性。关键词：纳米银 ；抗菌；机理；表面修饰剂文章编号：ISSN2096-0743/2019-02-0084
细菌纤维素抗菌敷料促进创面愈合的作用机理研究
细菌纤维素抗菌敷料促进创面愈合的作用机理研究
摘要：理想的创面敷料应具有无毒、高持水性、抗菌活动、多孔结果、组织相容性与良好的力学性能等特点，而细菌纤维素具有良好的力学性能、高持水性与组织相容性等特点，在食品、医疗、造纸等多个领域均有广泛应用。本文针对细菌纤维素作为医用敷料使用的保液性能、生物相容性等作用机制问题进行分析讨论。
关键词：细菌纤维素；医用抗菌敷料；创面愈合；作用机制
近年来，随人们生活水平的提升，工业发展迅速，各中事故频发，导致临床创伤患者日益增加，且创伤后易发生感染，从而威胁患者生命，已是继心血管疾病、癌症之后的第三大致死病因。而皮肤创伤为患者创伤的主要分支，多因皮肤受到物理、化学等外力作用，继而造成皮肤结构被破坏所致，而创伤愈合是临床关注的重点[1]。而随着医用敷料的不断发展，人们对医用敷料的要求也越来越高，理想的医用敷料需满足多个条件，如可为伤口提供益于愈合的湿润环境；可有效避免微生物入侵，继而减低感染率；避免在更换敷料时带来二次创伤，减轻疼痛感；经济实惠，且安全便利等[2]。故临床发明了许多新型医用敷料，包含聚氨酯类、橡胶与水溶性高分子复合类、海藻酸盐类、水凝胶类等，均有不同优势，可促进患者创伤有效愈合，本文针对细菌纤维素抗菌敷料的作用机制进行综述，报道如下。
1.创伤愈合机制
创伤愈合需多种因素综合作用，是较复杂的愈合过程，亦是机体组织对受创伤刺激的生理反应，包含炎症反应、增殖与重新塑形三各阶段。第一阶段为炎症反应，患者的血管渗透性增加，有充血、血浆渗出、局部红肿等现象，同时组织的坏死细胞溶解，其中中性粒细胞、巨噬细胞吞噬或产生自由基清除创伤的杂物、细菌，同时促进血纤维组织和细胞外基质生成，促使创伤愈合的炎症反应阶段与增殖阶段连接；第二阶段增殖可形成纤维组织，生成血管与上皮化，其中的血管与纤维组织紧密相连，继而形成细胞外基质与肉芽。第三阶段为重新塑形，会有大量的胶原形成，且创伤的边缘逐渐向中心靠拢，依靠肌成纤维细胞与成纤维细胞的收缩实现，创伤在重新塑形的过程中抗张强度逐渐提升[3]。因此经多种因素协调作用而愈合。
纳米银的制备及应用研究进展
Hans Journal of Nanotechnology 纳米技术, 2018, 8(2), 9-16
Published Online May 2018 in Hans. /journal/nat https:///10.12677/nat.2018.82002
文章引用: 孙淑红, 李文博, 刘勇, 朱艳. 纳米银的制备及应用研究进展[J]. 纳米技术, 2018, 8(2): 9-16.
DOI: 10.12677/nat.2018.82002
Progress in Preparation and Application
of Nanosilver
Shuhong Sun, Wenbo Li, Yong Liu, Yan Zhu*
Kunming University of Science and Technology, Kunming Yunnan
Received: Mar. 20th, 2018; accepted: Apr. 27th, 2018; published: May 4th, 2018
Abstract Nanosilver has good electrical, thermal, catalytic, optical and antibacterial properties. This article compared the advantages and disadvantages of the three different methods of nanosilver prepa-ration: physical method, chemical method and biological method. The application of nanosilver in the fields of catalytic materials, optical materials, biomedicine, new energy and electronic device was reviewed.