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    抗菌材料為什么不用藥物就能殺菌?

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    本文來源 | 新材料研習社

     

    每年因醫療設備消毒不過關所致的獲得性感染會產生大量的額外醫療花費支出,抗生素的大量、不規范使用,也導致大量耐藥菌株的產生,這都對抗菌材料及治療措施提出了更高的要求。新型金屬無機抗菌材料具有快速減少創面菌群數量,縮短消毒準備時間,大幅提高緊急救治效率,減少交叉感染發生率,且無耐藥性的優點,研發安全、有效、抗菌譜廣的金屬無機抗菌材料已成為醫用材料研發領域的熱點。

     

    1 金屬無機抗菌材料分類
     
     

    銀系抗菌材料主要分為兩大類:一是納米銀抗菌材料,指半徑在1~100 nm 的銀簇,以納米技術為基礎研制而成的新型抗菌材料,具有量子效應、小尺寸效應和極大的比表面積特性。因而, 納米銀具有傳統抗菌劑所無法比擬的優良抗菌效果和安全性。二是以不同物質為載體的載銀型抗菌材料,銀系抗菌材料在較低含量下也能殺死 650 多種包括至少 12 種多重耐藥菌在內的人體致病微生物,其產品廣泛應用于醫用導管、骨質粘合劑、宮內節育器等醫療器械。研究發現納米銀顆粒的涂層不僅有很好的抑菌效果,且用作添加劑加入醫用材料中表現出明顯的抑菌效果和良好的生物相容性及安全性。

     

     

    銅系抗菌材料是指在煉鋼時加入抗菌金屬銅,可以制得既具有不銹鋼的耐蝕性能,又具有優良的抗菌性能的合金型抗菌不銹鋼,含銅抗菌不銹鋼具有良好的廣譜抗菌性能。針對不同醫用需求,可在不同類型醫用材料中注入銅進行性能優化,抗菌率隨注入劑量不同而變化。

     

    鋅系抗菌材料主要指納米 ZnO 新型抗菌材料,具有安全性好、持續性好、高溫穩定、透明等優點,具有廣譜殺菌作用,且納米 ZnO 濃度提高一定范圍內對細菌的抑制作用增強。

     

    鈦系抗菌材料:TiO2是化學性質穩定,耐腐蝕,耐酸堿,無毒,具有較強的光催化氧化能力的材料,其對綠膿桿菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、沙門氏菌、牙枝菌和曲霉等近百種病菌都具有很強的殺菌能力。TiO2光催化抗菌材料可由微粉和薄膜復合的方式與各種基體相結合,目前已進入產業化批量生產階段。在醫院病房、手術室及其他工作區域等有較多細菌存在的場所使用 TiO2 光催化抗菌建材材料,可起到有效抑制細菌、防止感染、凈化空氣的作用。

     

    2 無機抗菌材料的抗菌機理
     
     

    電場吸附作用殺菌:材料表面緩慢釋放金屬離子,當微量金屬離子達到微生物細胞膜時,因細胞膜帶負電荷而與金屬離子發生庫倫吸附,二者牢固吸附,使細菌的蛋白質凝固,破壞細胞合成酶的活性,造成細胞喪失分裂增殖能力而死亡。

     

    催化作用殺菌:在光的作用下,金屬離子激活空氣或水中的氧,產生羥基自由基及活性氧離子,通過羥基自由基及活性氧離子的強氧化還原作用,在短時間內破壞微生物細胞的繁殖能力,致其死亡。

     

    納米材料的表面效應殺菌:如納米ZnO,在水、空氣及光照條件下,自行分解出自由移動的帶負電的電子,同時留下帶正電的空穴,這種空穴可以激活空氣中的氧氣,產生有極強化學活性的活性氧,通過化學反應達到殺菌的效果。

     

     



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