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1、强吸附型纳米银溶液的研制及在抗菌医用敷料中的应用*基金项目：2011年江苏省大学生实践创新训练计划项目，苏教高201125号；张家港市科技孵化项目，编号：ZFH1004；江苏省“青蓝工程”资助，苏教师2010 27号。作者简介：张峰（1971-），男，博士，副教授，主要从事纺织材料改性研究工作，。张峰1，武娜娜1，徐思峻2，3，许丹晨2，陈宇岳3（1沙洲职业工学院纺织工程系，江苏，张家港 215600； 3张家港耐尔纳米科技有限公司，江苏，张家港 215600；3苏州大学纺织与服装工程学院，江苏，苏州 215021.）摘要：以烷基化环糊精水溶液和硝酸银为原料，一步法制备了一种新型强吸附型纳米银
2、溶液；采用透射电镜（TEM）表征纳米银溶液的形成，纳米银的粒径在5-10nm左右；以金黄色葡萄球菌（S.aureus）和大肠杆菌（E.coli）为例，测试纳米银溶液的抗菌能力，结果表明5ug/ml的纳米银含量即具有优异的抗菌性能，抗菌率达到99%以上；将纳米银溶液应用于烧烫伤抗菌网状纱布、烧烫伤抗菌水刺无纺布及海藻酸钙纤维止血垫等抗菌医用敷料，SGS的检测结果表明，均获得了满意的抗菌效果，体现了优异的应用前景。关键词：纳米银；强吸附性能；抗菌医用敷料Preparation of a nano-sliver solution with strong adsorption and its appl
3、ication to antimicrobial medical dressing ZHANG Feng1, WU Nana1，XU Sijun2，3, XU Danchen2, CHEN Yuyue3(1. Department of Textile Engineering, Shazhou Institute of Technology, Zhangjiagang Jiangsu 215600; 2. Zhangjiagang Nellnano Technology Co.，LTD ，Zhangjiagang, Jiangsu 215600; 3.College of Textile an
4、d Clothing Engineering, Suzhou University, Suzhou , Jiangsu, 215021.)Abstract: Using alkylated cyclodextrin aqueous solution and silver nitrate as raw materials, a new type of nano-silver solution with strong adsorption was prepared by one-step method; the formation of nano-silver solution was chara
5、cterized by transmission electron microscopy (TEM) , and the result showed that the particle size of nano-silver was about 5-10nm; antibacterial testing of nano-silver solution on Staphylococcus aureus (S. aureus) and Escherichia coli (E. coli) indicated that 5ug/ml nano-silver had excellent antibac
6、terial properties, of which anti-bacterial rate was more than 99%. And then nano-silver solution was applied to antibacterial burns mesh gauze, antibacterial burns spunlace non-woven, calcium alginate fiber hemostatic pads and other antibacterial medical dressings, and SGS test results proved satisf
7、ied antibacterial effect, which indicated excellent application prospects.Keywords: Nano-silver; Strong adsorption performance; Antimicrobial medical dressing在临床上，伤口很容易感染而不易愈合，这是由于伤口表面一般有一个温暖而且潮湿的环境，金黄色葡萄球菌、念珠菌和大肠杆菌等病原体在伤口上很快繁殖引起的。为了控制伤口细菌的繁殖，防止伤口感染，大量医用敷料被广泛应用于伤口覆盖保护，并在医用敷料使用的同时考虑加入抗生素或各种各样的抗菌材料，以协
8、助控制止血、保护伤口、减少感染、吸收分泌物、保持体温和促进伤口愈合。虽然抗生素和有机抗菌剂起效迅速，但是细菌种类繁多，抗生素和有机抗菌剂的抗菌作用有限，且长期使用会使细菌产生耐药性，因此人们忙于开发更多的抗菌材料。纳米银因其优良的抗菌性、无耐药性和生物相容性，在医用敷料中的应用已被广泛重视1。如银离子抗菌敷料现己广泛地应用于烧烫伤外科、多种疾病引起的皮肤溃疡，特别是用于对久治不愈的褥疮或其他慢性感染创面，而对于作战部队因海水浸蚀伤口造成的各种炎症治愈也有其特殊疗效。国内外纳米银抗菌敷料的开发重点主要集中在二个方面，一是纳米银的制备，二是纳米银与医用敷料结合加工技术。在纳米银的制备及其应用于医用
9、敷料的加工过程中，普遍存在以下问题：（1）纳米银制备方法复杂，往往需加入合适的还原剂、稳定剂和分散剂，即便如此，纳米银的团聚仍很难控制，纳米银的颗粒大小不均匀；（2）在应用于医用敷料的加工过程中，纳米银颗粒与纤维材料无亲和力，往往仅仅依靠烘干固着或需选择合适的交联剂、粘合剂，使纳米银抗菌剂固着在纤维制品上2。但这些稳定剂、分散剂、交联剂和粘合剂的应用不仅会影响医用敷料的手感、透气性，同时亦带来了潜在的应用安全性问题3。基于以上原因，迫切需要寻求一种简易的纳米银分散体系的制备方法，并且能方便地应用于医用敷料的加工过程中，在获得优异抗菌性能的同时不影响医用敷料本身的性能指标，特别是天然医用敷料的优
10、异性能。本研究即旨在制备具有强吸附性能的纳米银溶液，并应用于烧烫伤抗菌网状纱布、烧烫伤抗菌水刺无纺布及载银海藻酸钙纤维止血垫，以期获得优异抗菌性能的纳米银抗菌医用敷料。1 实验部分1.1原材料实验材料：烷基化环糊精（实验室自制）；AgNO3，分析纯，国药集团化学试剂有限公司；烧烫伤抗菌网状纱布、烧烫伤水刺无纺布及海藻酸钙纤维止血垫（采用自制耐尔纳米银溶液加工）。1.2 试验方法1.2.1强吸附型纳米银溶液的制备方法将一定质量百分比的烷基化环糊精水溶液与一定质量摩尔浓度的银氨溶液混合，在100的温度条件下搅拌20min，即获得平均粒径为5-10nm的纳米银溶液（详见笔者申请的发明专利）4。1.2
11、.2纳米银颗粒形貌表征参照JY/T 011-1996 透射电镜方法通则，采用Tecnai G220 透射电镜（FEI，美国）观察纳米银颗粒的形貌与粒径（苏州大学检测中心检测）。1.2.3纳米银溶液的抗菌性能、急性毒性测试采用消毒技术规范（2002版）2.1.1.7细菌定量杀灭试验测试纳米银溶液的抗菌性能（上海SGS检测中心检测）；按GB15193.3-2003检测纳米银溶液的急性毒性（广州工业微生物检测中心检测）。1.2.4纳米银抗菌敷料加工方法烧烫伤抗菌网状纱布加工方法：纯棉散纤维染色水洗后，在染缸中直接加入金黄色纳米银溶液，直到溶液呈无色透明时将纯棉散纤维取出烘干，经纺纱、整经、上浆、织造
12、、退浆、定型、分切得各种规格烧烫伤抗菌网状纱布。烧烫伤抗菌水刺布加工方法：棉、粘胶棉散纤维染色水洗后，在染缸中直接加入金黄色纳米银溶液，直到溶液呈无色透明时将棉、粘胶散纤维取出后烘干5，采用水刺法制得无纺布，覆膜、分切得各种规格烧烫伤抗菌水刺布。载银海藻酸钙纤维止血垫加工方法：将海藻酸钙纤维浸渍于一定浓度的纳米银溶液中，搅拌至溶液接近无色透明后取出，再放入乙醇溶液中，浸渍30min左右，取出烘干。经针刺法制得无纺布，分切得各种规格载银海藻酸钙纤维止血垫（详见笔者申请的发明专利）6。1.2.4纳米银抗菌敷料的抗菌性能测试根据客户要求，分别采用GB 15979-2002一次性使用卫生用品卫生标准，
13、附录C5非溶出性抗（抑）菌产品抑菌性能试验方法检测烧烫伤抗菌网状纱布的抗菌性能；采用ASTME2149-2010在动态接触条件下固定抗菌剂抗菌活性测定的标准试验方法检测烧烫伤抗菌水刺布的抗菌性能；采用AATCC100-2004纺织品材料上耐细菌整理试验方法检测载银海藻酸钙纤维止血垫的抗菌性能（上述检测均委托上海SGS检测中心检测）。2 结果与讨论2.1纳米银溶液的制备及其性能2.1.1 纳米银溶液的制备按照笔者申请的发明专利 4介绍的方法，以烷基化环糊精为还原剂、稳定剂与硝酸银发生反应，一步法制备了纳米银溶液，采用透射电镜表征纳米银的形成、粒径分布和形态，结果如图1所示。TEM测试结果表明，获
14、得的纳米银溶液中纳米银的粒径分布范围较窄，纳米银平均粒径在5-10 nm左右。 图 1 纳米银的TEM图烷基化环糊精和硝酸银一步法制备纳米银溶液的可能机理是：烷基化环糊精属于多糖化合物，本身具有还原能力，在加热条件下能将银离子还原成为单质银；烷基化环糊精的分子结构由二部分构成，一是亲水性环状糊精分子，二是疏水性长链烷基，具有表面活性剂的结构特征，本身对纳米银有一定的分散和稳定作用；同时烷基化环糊精特殊的空腔结构，可能会对纳米银颗粒具有包和作用，从而防止了纳米银颗粒的团聚，确保了纳米银溶液的稳定性。试验结果表明，采用该方法制备的纳米银溶液稳定性极强，放置一年以上未出现纳米银团聚和沉淀的现象。2.
15、1.2纳米银溶液的抗菌性能将1000ug/ml的标准纳米银溶液稀释至10ug/ml、5ug/ml纳米银溶液，以格兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌（S.aureus）和格兰氏阴性菌大肠杆菌（E.coli）为例，采用消毒技术规范（2002版）2.1.1.7细菌定量杀灭试验测试纳米银溶液的抗菌性能（上海SGS检测中心检测），结果如表1。表1 纳米银溶液对大肠杆菌的抗菌性能大肠杆菌0h细菌回收（cfu/ml）0.5h细菌回收（cfu/ml）0.5h抗菌率（%）1h细菌回收（cfu/ml）1h抗菌率（%）对照样1.21041.1104-1.1104-10 ug/ml6.3102509950995 ug/ml5.410250995099表2 纳米银溶液对金黄色葡萄球菌的抗菌性能金黄色葡萄球菌0h细菌回收（cfu/ml）0.5h细菌回收（cfu/ml）0.5h抗菌率（%）1h细菌回收（cfu/ml）1h抗菌率（%）对照样2.91042.5104-2.3104-10ppm7.0101509950995ppm2.510350995099从表1和表2可以看出，当纳米银浓度达到5 ug/ml时，即表现出极强的抗菌性能，抗菌率达到99%以上，体现了该纳米银溶液优异的抑菌和杀菌性能。2.1.3纳
