释放型抗菌包装

【序号】：7【作者】： 袁秦黄敏菊冯芷媚【题名】：银离子抗菌敷料的银离子释放研究【期刊】：中国医疗器械信息. 【年、卷、期、起止页码】：2017,23(08)【全文链接】：https://kns.cnki.net/kcms/detail/detail.aspx?dbcode=CJFD&dbname=CJFDLAST2017&filename=ZGQX201708001&uniplatform=NZKPT&v=cybJIsUmg89jivUnnMU3hJ1Apc0NHbVFsgvbbRAePkVVIft7HASeOrHy_aUgt4V2

生物实验室、无菌间、重症监护病房装修会大量采用12MM厚钢化玻璃，未经特殊处理的钢化玻璃表面富含羟基，易于吸附水汽和有机物，成为微生物落脚生根繁殖的温床，这给保持无菌环境带来了不利影响。现有厂家专门生产的药物释放型抗菌玻璃，在机械强度、成本、制造工艺上无法代替建筑用厚钢化玻璃，因此对现有建筑用钢化玻璃进行表面特殊处理，使之获得一定程度的长效抗菌抑菌特性，是现有经济条件下的唯一选择。　　****Hanxion HK-2型玻璃抗菌抑菌玻璃镀膜液，能够在玻璃表面形成一层化学镀膜层，它是由特殊分子结构的有机聚合物organic polymer形成的网状结构，和玻璃表面的硅羟基silanophilic interaction牢固键接，在微观尺度上形成一种特殊的空间结构，这种结构对微生物具有强烈的致死作用，细菌、霉菌无法在这样的微观环境下生长、繁殖。经过镀膜液处理过后的玻璃，具有长时间稳定的抑菌、抗菌、防霉的性能，可以降低生物、医疗环境中各类玻璃表面上粘附的细菌、霉菌密度，更好的保持医用环境的洁净，降低清洁成本。可以有效抑制细菌的繁殖、生长，有效杀死与镀膜层直接接触的细菌、霉菌镀膜层厚度大约在十几个到几十个纳米之间，具有良好的光学性能，完全不影响玻璃的光线通透。和玻璃表面硅羟基发生化学键接，具有极佳的耐磨性，牢固度。能耐受各种洗涤剂、有机溶剂、强酸、弱碱的腐蚀；耐受正常的手指皮肤、纸巾、织物的反复擦拭而不脱落，可以长时间发挥抑菌、抗菌功能。可以使玻璃获得很强的疏水特性，保持玻璃干燥，无水汽吸附镀膜层完全不含有重金属银、铅、汞、镉、砷这几种成分，也不含有任何氟化物fluoride，不向外界释放抗生素物质和其它物质，完全无毒，具有极好的生物安全性。化学镀膜工艺简单，无需昂贵真空镀膜机，可以批量化规模化生产。适用于各类玻璃

抗菌剂是指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。也就是能使细菌、真菌等微生物不能发育或能抑制微生物生长的物质。抗菌剂、抗菌对象和微生物之间的关系如图1对抗菌剂的总的要求是:高效性、持久性、耐候性、稳定性、安全性等。抗菌剂按照其抑制微生物生长的程度不同,分为灭菌剂、消毒剂和防菌剂。抗菌的方法可分为物理和化学两种。物理的方法是通过改变温度、压力以及使用电磁波、电子射线等物理手段杀菌。化学方法则是通过调节PH值、进行气体交换、失水、隔离营养源等手段灭菌。 到目前为止,抗菌剂已经基本形成了天然抗菌剂、无机抗菌剂、有机抗菌剂等三类。1.天然抗菌剂天然抗菌剂是指源于自然界的抗菌防腐剂,不少天然物质可直接用作抗菌防腐剂。天然抗菌剂按其来源可分为植物源抗菌防腐剂、动物源抗菌防腐剂及微生物源抗菌防腐剂。1)植物源抗菌防腐剂据不完全统计,目前世界上可用作抗菌防腐剂的植物至少有2000种左右。这些植物都很有希望成为抗菌防腐剂开发的资源。植物源抗菌防腐剂的特点是毒性低、来源丰富和价格低廉。传统的中草药如穿心莲、大蒜、金荞麦、苦木、黄连及黄连素、鱼腥草及鱼腥草素等在抗菌防腐剂应用领域现仍有很强的生命力, 是常用的抗感染药物。研究表明, 很多中草药对乙型肝炎病毒(HBV) 的活性有一定的抑制作用。丁香、肉豆蔻和胡椒等香辛料提取物对多种微生物均有强烈的抑制作用。将茶叶壳榨出物加入床单、尿布和餐巾纸等中, 可赋予这些物品良好的抗菌性。茶叶中含有茶多酚和茶多糖等多种功能成分,茶多酚不光被用作某些心血管疾病药物中的主要成分,而且其有明显的抗菌消毒作用, 可用于牙周炎和痢疾等疾病的辅助治疗。2)动物源抗菌防腐剂从天然物中提取溶菌酶、抗菌肽和抗菌蛋白质是目前天然抗菌剂开发的另一个重点。鱼精蛋白是一种简单的球型蛋白, 存在于鱼类的精子中, 在中、碱性条件下对凝结芽孢杆菌、腊样芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌等具较强的抑制作用。J.M.Park等人从青蛙的皮肤中提取出6种抗菌肽,它们都含有两个不变的半胱氨酸残基, 对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、真菌以及原生生物等多种微生物有抗菌作用, 且无溶血活性, 因此可用作控制病原性微生物的治疗剂。溶菌酶有防腐、消炎、抗感染、消肿和增强免疫机能等多种作用,可用于医学、食品等领域。另外,壳聚糖是最近被广泛关注的一种天然抗菌剂,成为了研究的一个热点。它带有正电荷,有良好的生物活性,与生物体能亲和相容,可对多种菌类表现出抗菌性。壳聚糖质量分数为0.4%的水溶液, 对大肠杆菌、普通变形杆菌、枯草杆菌和金黄色葡萄球菌有较强的抑制作用。如:日本开发了可抑制不良霉菌滋长的添加壳聚糖约达2×10-4的火腿。3)微生物源抗菌防腐剂源于微生物的抗菌防腐剂往往称为生物抗菌剂,可分为两类:一类是直接用微生物如噬菌体、病毒、细菌及真菌等来抗菌防腐;另一类为利用微生物的代谢产物进行抗菌防腐。这种微生物多由代谢物中分离而得,有的也可人工合成或半合成。自从1928年发现了青霉素以后,链霉素等多种抗生素被陆续发现或报道。到1975年为止,发现的抗生素已达5000种以上。临床上常用的抗生素有青霉素、链霉素、氯霉素、金霉素、土霉素、红霉素、林可霉素等等。抗生素的滥用现象在国内外均十分严重, 由此产生了严重的耐药性菌问题。为了克服耐药性菌的问题,一要合理使用抗菌剂,二还要研制新型抗菌剂。目前天然抗菌剂由于受到抑菌效果、稳定性及价格等方面的限制,其应用尚不能完全取代化学防腐剂,但如果将天然防腐剂与其他杀菌剂复配使用以减少化学防腐剂的用量,从而使安全性提高,这是目前应用的一个重要技术。2.无机抗菌剂无机抗菌剂,一种是银、铜、锌的抗菌金属离子引入到无机载体上而制成的抗菌剂;另一种是利用陶瓷本身的特性,如以氧化钛为中心的氧化物光催化系和氧化物陶瓷本身具有的催化活性(含天然矿石、贝壳等)而实现抗菌的无机抗菌剂。其分类如图2所示3.金属离子系金属离子系抗菌剂通常是以陶瓷为载体,以银、铜、锌等金属离子为抗菌活性剂,由于此类抗菌剂多以银离子或银加铜等金属离子为抗菌活性剂,故这类抗菌剂也称银系无机抗菌剂。按其载体来分有磷酸盐系、硅酸盐系等。此外还有活性炭等。引入抗菌成分的方法有离子交换法、熔融法和吸附法等。磷酸盐系抗菌剂主要指磷酸钛盐抗菌剂和磷酸锆盐抗菌剂,这两类磷酸盐具有Nasicon型晶体结构或离子交换性能良好的层状晶体结构,具有较强的Ag+交换能力。由离子交换而得到的载银磷酸复盐通过缓释Ag+或产生活性氧而具有抗菌作用。硅酸盐种类很多,既有人工合成的,也有天然的,而作为无机抗菌剂载体多采用硅铝酸盐、硅胶等。此外还有可溶性玻璃、抗菌活性炭等其他物质作为载体的金属离子系抗菌剂。金属离子抗菌性能的体现主要是通过金属离子与细菌蛋白质、核酸接触,并与蛋白质、核酸分子中的巯基(一SH)、氨基(一NH )等含硫、氨的官能团发生反应,以达到抗菌目的。以银离子为例反应如下该类抗菌剂广泛应用于皮革、塑料、木材、涂料等领域,其中载银硅酸盐系抗菌剂主要用于低温加工的纤维、塑料等产品,而载银磷酸盐系抗菌剂主要用于高温加工的陶瓷产品,在农用杀菌剂中也有开发利用。1)光催化系光催化抗菌剂大都属于宽禁带的n型半导体氧化物或硫化物,如TiO2、ZnO、CdS、WO、PnS、SnO、ZnS、SiO2等。它们大多数易发生化学或光化学腐蚀,但TiO2纳米粒子不仅具有很高的光催化活性,且耐酸、碱及光化学腐蚀、成本低、无毒,使其成为最有应用潜力的一种光催化剂。半导体的能带结构通常是由一个充满电子的低能价带(Valence band,VB)和空的高能导带(Conduction band,CB)构成。价带和导带之间存在禁带。当能量大于或等于半导体带隙能的光波辐射此半导体时,处于价带的电子(e-)就会被激发到导带上,价带生成空穴(h+),从而在半导体表面产生具有高度活性的空穴/电子对。以TiO2为例,TiO2是一种n型半导体,带隙能(E)为3.2eV(锐钛型),相当于波长为387.5nm的光子能量。当TiO2受到波长小于387.5nm的紫外光照射时,价带的电子跃迁到导带上,从而产生了光生电子(e-)空穴(h+)对,所产生的h+ 将吸附在TiO2颗粒表面的OH-和H2O氧化生成OH.自由基。通常认为,直接参与有机物光催化氧化的不是空穴而是OH.自由基。OH.为强氧化剂,可以氧化相邻的有机物,亦可扩散到液相中氧化有机物。此外,有机物也可以直接被h+氧化。光催化抗菌材料同时具有抗菌和防霉效应且消毒作用快、杀菌能力强、耐久性好、没有二次污染、稳定性好等优点。光催化剂抗菌剂是一种新发展的、具有广阔前景的抗菌剂,目前已逐步应用于陶瓷制品、涂料、建筑材料、纺织品等方面。最近,Fu GF等用溶胶-凝胶方法,制备了可以直接涂在材料基体上的TiO2溶液,包括TiO2纳米颗粒悬浮液、TiO2/Au纳米复合材料水溶液和钒掺杂的TiO2纳米颗粒水溶液。在各种基材上涂饰后,测试抗菌效果都很好,而且经钒掺杂后,TiO2的吸收波长从紫外光区域移到了可见光区域。总的来说,无机抗菌剂以银系为主,其特点是耐热性较好,是目前纤维、塑料、建材等中使用较多的抗菌剂,不足之处在于价格较高且抗菌的迟效性,不能像有机系抗菌剂那样迅速杀死细菌,而且对真菌、霉菌几乎没有抑制效果;同时,由于银的化学性质活泼,易氧化而成为棕色的氧化银,从而降低抗菌效力及影响制品外观;另外,无机抗菌粉体与高分子材料相容性差,在基体树脂中易于团聚,会给材料的纺丝、拉膜等加工带来很大困难;无机抗菌剂是通过渗出的重金属离子起抗菌作用的,因此不符合国家有关食品包装材料的卫生标准,不能用作食品包装、厨房用具、饮水管道等材料。3.有机抗菌剂有机抗菌剂品种很多,根据其化学结构可分成20余大类,有结构较为简单的,如醛基水溶液(如福尔马林),也有结构较为复杂的,如异噻唑和咪唑类等。常用的就有季铵盐类、季磷盐类、胍基衍生物类、酚类化合物、有机锡类、卤代胺类等种类。有机抗菌剂是通过化学反应破坏细胞膜,使蛋白质变性、代谢受阻,从而起到杀菌、防腐及防霉等作用。[