您当前的位置:杀菌剂网综合信息 → 文章内容

纳米银抗菌织物的研究进展

作者:纳米银抗菌织物的研究进展  来源:纳米银抗菌织物的研究进展  发布时间:2010/1/18 16:04:44
0 前言
随着对纳米材料的深入研究,促进了其在物理、化学、制药业、纺织业、农业等各领域的广泛运用。在各种抗菌材料中,银离子一直是被公认的抗菌剂。早在19世纪,稀释的硝酸银溶液就先于银磺胺嘧啶霜被医学界广泛地用于治疗临床感染和烧伤。而在纳米工艺下研究制造的纳米银超微颗粒,使得纳米银与微生物表面接触的概率大大增加。因此,纳米银的抗菌性能远远大于传统的银系抗菌剂 。当今,纳米银抗菌剂已被广泛应用于污水处理、建筑材料、涂料和医疗卫生等诸多领域 J。本文就纳米银抗菌织物的抗菌作用机理、类型、制备工艺和应用现状进行综述,以探讨纳米银抗菌织物的抗菌作用、细胞毒性作用机制及发展趋势。
1 纳米银抗菌织物的抗菌作用机理
纳米银抗菌织物的抗菌作用,主要依靠织物中游离出的银离子和纳米银本身而发挥作用 。目前,银离子及纳米银的抗菌作用机理的研究比较广泛。赵婷等研究证实银离子对12种革兰阴性菌、6种革兰阳性菌及6种霉菌,均有强烈的抑制和杀灭作用,且对革兰阴性菌的杀菌作用相对强于革兰阳性菌。最新的研究还证实,银离子还可能通过与病毒体有效结合,对单纯疱疹病毒、人类免疫缺陷病毒产生抗病毒作用。Lee等将纳米银的抗菌作用机理概括为:纳米银通过结合细菌表面的蛋白质分子,从而抑制细菌的代谢,最终导致死亡。
目前研究发现,纳米银的抗菌作用主要通过以下机制来发挥:
(1)纳米银通过抑制多种细胞膜上酶的活性,并与供电子体反应,尤其是能和含有巯基的供电子体反应。转运Na 的还原型辅酶(NADH)即氧化还原型辅酶Q,被认为是纳米银最主要的靶蛋白,低浓度的纳米银就可抑制嗜碱性杆菌膜泡中能量依赖的氧化还原形辅酶Q(NQR)转运离子的活性,同时还能阻碍溶藻弧菌纯化氧化还原型辅酶Q的能力 。从而提示,纳米银能与氧化还原型辅酶Q特异性的结合是低浓度纳米银杀菌作用的主要机理。
(2)另有学者则认为,在霍乱弧菌、溶藻弧菌中氧化还原型辅酶Q 并非是该类细菌生存必需的,在培养基中加入了1.25 M的AgNO 后,该两菌种却能被完全的杀灭。Dibrov等也发现低浓度的纳米银无论在Na 存在与否的情况下,均能导致霍乱弧菌内外膜囊泡的裂解,而且这种效应与转运Na 的氧化还原型辅酶Q存在与否无关。由此提示,纳米银对霍乱弧菌的杀灭作用也不仅仅是通过对特异性靶蛋白的结合,还有可能通过裂解质子泵,调节膜蛋白或调节磷脂双分子层本身的通透性,使H 外漏,进而导致细菌细胞膜的完全裂解,产生杀菌效应。
(3)纳米银还能和蛋白质以及核酸发生反应,纳米银可能通过DNA构型的改变,允许激活基因(如:tst基因)结合DNA以及RNA聚合酶,破坏细菌核酸,引起细菌繁殖受阻;此外,纳米银在体内、体外均能与细菌DNA碱基对的结合,与细菌DNA逐渐形成不可逆的结合体 。但也有学者则认为大部分纳米银与细菌的结合,只是存在细胞外的表面结合,仅有少量纳米银进入细胞内与细菌DNA结合,因此,纳米银通过与细菌DNA结合,形成结合体,产生抗菌作用这一机制还有待进一步加以研究证实。
2 纳米银抗菌织物的合成方法
目前,纳米银抗菌织物的常用合成方法主要有两种:添加法和后加工法。用添加法制得的纤维特点是耐洗涤,抗菌效力持久,适用于非一次性抗菌纤维用品。用后加工法制得的纤维特点是不耐洗涤,抗菌效力随洗涤次数的增多而减弱,适用于一次性抗菌用品。
3 纳米银抗菌织物的类型和应用领域
纳米银可通过尼纶、网布、水状胶质、甲基纤维素、聚乙烯、聚丙烯等为载体,制成医用敷料,适用于大部分的外伤治疗,特别适用于烧伤、慢性的腿脚溃烂、糖尿病溃烂创口等。用含纳米银的敷料覆盖于伤口,不仅能对抗微生物感染起到很重要的保护作用 ,同时释放在敷料表面的活性银离子也对伤口炎性分泌液的分泌起着重要的作用,伤口中的免疫血清、血液、组织液可被活性银离子所干扰,使伤口和敷料之问的反应变得更加复杂。
Margaret等在对6种含纳米银医用敷料的对比抗菌试验中发现,以聚乙烯为载体的纳米银医用敷料Acticoat的抗菌能力最强,它能起到快速而广谱的杀菌作用,可有效地杀灭9种常见于烧伤感染的革兰阳性或革兰阴性菌,其24 h抗菌效能大于10 000 cfu/ml,并且能快速杀灭耐甲氧西林葡萄球菌菌株(MRSA),这种医用敷料在临床医学中有广泛的应用前景和价值 。
4 纳米银颗粒的细胞毒性
虽然纳米技术有着诸多的优点,但由于其颗粒微小,易进入人体等特点,是否会对人体细胞产生细胞毒性作用一直是人们所关注的。
Lee等研究发现,纳米银属低生物毒性甚至是无生物毒性的纳米材料,他们分别采用直径为2nm~3nm和30 nm 的纳米银颗粒处理新西兰雄兔磨损的皮肤,经24 h和72 h观察发现,经纳米银颗粒处理过的皮肤没有或仅发生轻度炎症,证明纳米银对磨损的皮肤刺激较少;同时他们研究还发现纳米银的生物毒性,可随纳米颗粒直径的减少而降低 。
Alt等用含有纳米银颗粒的粘合剂材料,在骨折和关节功能障碍病人进行人造骨细胞的粘合,结果证实纳米银颗粒在保持良好抗菌作用的同时,对人造骨细胞没有明显的毒性,说明纳米银颗粒可作为骨折和关节形成术中的有效粘合添加剂 。
但也有学者认为,作为纳米材料的纳米银颗粒尚存在着一定的生物或细胞毒性。
Innes等研究发现纳米银颗粒能够在移植位点部位抑制表皮细胞的生长,影响皮肤再植的成功率。
Burd等在对5种含纳米银敷料的体外研究中发现,该5种敷料对角化细胞和纤维原细胞均有一定的细胞毒性,在对组织移植培养模型的研究中,还发现该5种敷料能明显延迟表皮再植,在对鼠伤口切除模型中,发现部分敷料延迟伤口愈合时间可达7 d 。
Poon等通过体外试验证实,纳米银对单层培养的角化细胞和纤维原细胞存在着较高的细胞毒性,对纤维原细胞的细胞毒性最大;但他们在模拟人体内环境的组织培养研究中,却发现组织细胞对纳米银颗粒产生的细胞毒性的敏感度明显下降 。
Braydich等研究还发现纳米颗粒可通过呼吸系统、消化系统或经皮肤直接吸收,到达人肺部、胃肠道和全身其他脏器,并可以通过血脑屏障到达大脑及小脑等部位 。
因此,作为纳米材料的纳米银颗粒产生的细胞毒性作用,可能存在着细胞株敏感性及体内外环境不同等问题。选择何种细胞株作为进行细胞毒性试验的靶细胞,建立进行细胞毒/生物毒性试验的国家规范标准,应该成为下一步进行纳米银颗粒材料研究的重点。
5 纳米银抗菌织物存在的问题及发展趋势
随着纳米技术的发展和人类对健康追求的不断提高,纳米银抗菌织物必将日益受到人们的重视,也将会运用到更多领域。我国亟待建立有关纳米抗菌织物抗菌性能检测的国家标准,以检测各种医用纳米抗菌织物的抗菌效能。目前,虽然对纳米银颗粒的抗菌机理作了一些研究,但对其他具有抗菌性能的纳米材料的抗菌作用还未完全明确,有必要建立和开展更深入的研究,包括采用分子生物学、动物感染模型和临床研究等方法。同时,对纳米银抗菌织物的生物毒性、使用安全性也有待进一步的研究。此外,纳米银颗粒的浓度、直径的大小、载体的种类等对其抗菌性能和细胞毒/生物毒性的影响,也将是今后研究的热点。

济南多吉利工贸有限公司
百宜系列杀菌剂、防腐剂、防霉剂、消毒剂、抗菌剂
联系人:宋先生 电话13305313047
文章评论 (评论内容只代表网友观点,与本站立场无关!)

用户名: 查看更多评论

分 值:100分 85分 70分 55分 40分 25分 10分 0分

内 容:

         (注“”为必填内容。)