納米銀的抗菌原理和應用

時間：2019-06-14

納米銀作為金屬銀的一種特殊形態(tài)，是指粒徑在1～100nm之間的金屬銀微粒組成的粉體。由于其顆粒其微小，表面積較大,使其具有顯著的表面效應、**尺寸效應和**隧道效應，因而使納米銀具有強的活性及滲透性，其殺菌作用是普通銀的數(shù)百倍。另外，由于納米尺度的金屬銀的表面電子特性，它可以與細菌的蛋白質分子上的疏基、胺基等吸電子基團形成配體，從而進一步增強了抗菌效果。納米銀是一類新型抗菌劑，具有強大抑菌、殺菌作用及其廣譜的抗菌活性，具有傳統(tǒng)無機抗菌劑無法比擬的抗菌效果，無耐藥性，性高。隨著抗生素的細菌耐藥性日益嚴重，納米銀在消毒殺菌領域的研究和應用越來越受到了廣泛的關注。

人類發(fā)現(xiàn)銀有廣譜殺菌作用已有很長時間，早在遠古時代，就有用銀器存放食物，防止細菌生長的記載。隨著科學技術的進步，人們發(fā)現(xiàn)銀是一種的廣譜性殺菌材料其應用也逐漸推廣開來。如今臨床上人們已廣泛使用磺胺嘧啶銀、氟哌酸銀、鋅銀乳膏、磺胺嘧啶銀膠原蛋白膜、輻照氟銀豬皮等**燒傷燙傷以防止綠膿菌等細菌的繁衍，硝酸銀水溶液作為眼科消炎、銀汞合金作為牙科材料及含銀水溶液**牙痛、膠態(tài)銀在婦科洗劑中均應用廣泛。在日常生活在中也可用載銀活性炭或銀絲編織過濾器凈化飲用水等。

納米銀的抗菌機理。納米銀由于其結構單元尺寸介于宏觀物質和微觀原子和分子之間，表現(xiàn)出特別的表面效應、小尺寸效應、 **尺寸效應和宏觀**隧道效應，可以輕易地進入病原體；納米銀粒子尺寸小，表面所占的體積百分數(shù)大，表面的鍵態(tài)和電子態(tài)與顆粒內部不同，表面原子配位不全等導致表面的活性位置增加，具備了作為抗菌劑的基本條件；具有很強穿透力，能*充分接觸并攻擊病原體，從而發(fā)揮較強的生物效應，具有性高，抗菌范圍廣，持續(xù)殺菌時間長等優(yōu)點。納米銀的抗菌性能尤其對致病的的桿菌、球菌、絲菌的殺滅作用遠遠大于傳統(tǒng)的銀離子殺菌劑。納米銀微?？蓺⑺兰毦⒄婢?、支原體、衣原體等致病微生物。納米銀抗菌劑的作用主要包括3個環(huán)節(jié)： ①與致病菌代謝酶中的巰基結合，使酶失活 ②與暴露的細菌細胞壁發(fā)生肽聚糖反應，形成可逆復合物，使細菌不能將氧和能量轉運進細胞； ③與致病微生物中的DNA結合，導致DNA結構變性，抑DNA復制。此外，納米銀又是非抗生素類抗菌劑，細菌對銀離子不產生耐藥性，是一種具有長效的抗菌劑。

納米銀的應用。納米材料因其粒徑急劇減小，比表面積、表面能和表面張力都度增大，同時具有體積效應和**尺寸效應，使其在光、熱、電、磁、機械性和化學特性等方面表現(xiàn)出不同于傳統(tǒng)材料的特性。納米銀微粒所具有的抗紫外線、吸收可見光和紅外線、高強度和韌性、良好的導電性或靜電屏蔽效應、抗菌、滅菌、除臭等優(yōu)異功能。納米銀?？咕鷦┠壳爸饕米骺咕椢?，如抗菌紗布，用于**燒傷、燙傷（如創(chuàng)可貼）和外科手術紗布。美國生產的納米銀織物(商品：ACTICOAT)其抗菌性能**可溶性銀離子，也**已問世60余年的無抗藥性的磺胺嘧啶銀。納米銀現(xiàn)已廣泛應用于抗菌材料的制備，市場上已經出現(xiàn)抗菌陶瓷材料、抗菌涂料以及抗菌織物等各種功能性產品。目前，以納米銀抗菌非織造布為原料的各種醫(yī)用、衛(wèi)生日用和工業(yè)用途的抗菌產品已經陸續(xù)上市。國內市場上成功推出了以納米銀創(chuàng)口貼、納米銀燒燙傷貼和具有雙重防護效果的納米銀抗菌口罩等。近年來，先后開發(fā)了納米銀抗菌衛(wèi)生巾、納米銀衛(wèi)生護墊納米銀抗菌紙尿褲等并推向市場新近開發(fā)的有納米銀抗菌除臭襪子和各類空調抗菌過濾介質、抗菌揩布、抗菌地拖、抗菌濕巾等。在人們對衛(wèi)生保健日益重視的今天，納米銀以優(yōu)異的抗菌效能，其產品和應用越來越廣泛。

納米銀還可應用到抗菌內墻涂料中。抗菌內墻涂料可有效抑制和殺滅環(huán)境中的有害病菌，降低環(huán)境微生物對人體的危害，進而達到清潔環(huán)境的目的，對保護人類健康，改善生活環(huán)境具有十分重要的意義。無機抗菌劑在性、持久性、廣譜抗菌性、耐熱性等方面存在優(yōu)勢，克服了普通的涂料防霉殺菌劑使用毒性較大，易溶出，耐熱、耐久性能差的缺點，日益受到人們重視。陳麗瓊等以納米銀溶膠為抗菌劑制得納米銀抗菌內墻涂料。采用紫外—可見分光光度計對納米銀溶膠的結構進行表征，同時對其形態(tài)、粒徑大小及分布、穩(wěn)定性、抗菌效率及制得的抗菌內墻涂料的理化性能、抗菌性等進行了研究。結果表明，納米銀溶膠是一種理想的抗菌材料，制得的抗菌涂料具有優(yōu)異的抗菌性能。在眾多抗菌離子中，Ag+具有抗菌廣譜、殺菌率高、不易產生抗藥性的特點，與無機抗菌載體的結合成為新型抗菌材料研究的一個重要方向。其中，以納米二氧化鈦為載體的復合銀系無機抗菌劑的出現(xiàn)表現(xiàn)了巨大的優(yōu)越性。由于納米Ag/TiO2復合抗菌材料的表面、界面和小尺寸效應等特性，使此種功能材料的光性能、熱性能、力性能得到很大提高，如果將其到加入高聚物、陶釉和纖維等材料中制成多種功能材料，可以用于涂料、造紙、化纖、塑料、橡膠和食品包裝等行業(yè)，應用前景非常廣闊。

納米銀材料與普通銀材料相比，其物理、化學性質均發(fā)生了很大變化，所以對其使用性較需進行重新評價。為了確定納米銀材料的抗菌效果及其使用安全性，進行了納米銀材料對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌殺滅實驗效果的觀察，并通過小鼠急性毒性實驗和家兔皮膚刺激性實驗以評價其使用性。實驗結果發(fā)現(xiàn)，新鮮制備的納米銀材料比經過放置的該種材料抗菌活性要高的；通過小鼠急性毒性實驗和家兔皮膚刺激性實驗證實了該材料的使用性，為此種同時具有殺毒、抗菌作用的無機材料的進一步開發(fā)化奠定了基礎。

目前抗菌材料主要有**抗菌材料、**合成抗菌材料和無機抗菌材料。一般來說，**抗菌材料具有性高的優(yōu)點，然而其普遍壽命較短、耐熱性差、不易進行再加工；**合成抗菌材料具有抗菌范圍廣、殺菌速度快等優(yōu)點，但是一般來說其毒*相對較大、易水解、使用壽命短；納米銀是一種無機抗菌材料，從目前人們對納米銀的研究與開發(fā)情況看，其具有性高、耐熱性好、抗菌范圍較廣、持續(xù)殺菌的有效期長等優(yōu)點。正是由于納米銀抗菌材料具有上述特性以及納米材料本身具有的**效應、小尺寸效應和大的比表面積特性，從而吸引眾多的研究者予以研究和開發(fā)。

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