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纳米银抗菌剂的研究和应用

        纳米银作为金属银的一种特殊形态,是指粒径在1~100nm之间的金属银微粒组成的粉体。由于其颗粒极其微小,表面积较大,使其具有显著的表面效应、量子尺寸效应和量子隧道效应,因而使纳米银具有超强的活性及渗透性,其杀菌作用是普通银的数百倍。另外,由于纳米尺度的金属银的表面电子特性,它可以与细菌的蛋白质分子上的疏基、胺基等吸电子基团形成配体,从而进一步增强了抗菌效果。纳米银是一类新型抗菌剂,具有强大抑菌、杀菌作用及其广谱的抗菌活性,具有传统无机抗菌剂无法比拟的抗菌效果,无耐药性,安全性高。随着抗生素的细菌耐药性日益严重,纳米银在消毒杀菌领域的研究和应用越来越受到了广泛的关注。

        人类发现银有广谱杀菌作用已有很长时间,早在远古时代,就有用银器存放食物,防止细菌生长的记载112。随着科学技术的进步,人们发现银是一种安全的广谱性杀菌材料,其应用也逐渐推广开来。如今临床上人们已广泛使用磺胺嘧啶银、氟哌酸银、锌银乳膏、磺胺嘧啶银胶原蛋白膜、辐照氟银猪皮等治疗烧伤烫伤以防止绿脓菌等细菌的繁衍,硝酸银水溶液作为眼科消炎、银汞合金作为牙科材料及含银水溶液治疗牙痛、胶态银在妇科洗剂中均应用广泛。在日常生活在中也可用载银活性炭或银丝编织过滤器净化饮用水等。

纳米银的抗菌机理

纳米银由于其结构单元尺寸介于宏观物质和微观原子和分子之间,表现出特别的表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应,可以轻易地进入病原体122;纳米银粒子尺寸小,表面所占的体积百分数大,表面的键态和电子态与颗粒内部不同,表面原子配位不全等导致表面的活性位置增加,具备了作为抗菌剂的基本条件;具有很强穿透力,能全面充分接触并攻击病原体,从而发挥更强的生物效应,具有安全性高,抗菌范围广,持续杀菌时间长等优点132。纳米银的抗菌性能尤其对致病的的杆菌、球菌、丝菌的杀灭作用远远大于传统的银离子杀菌剂142。纳米银微粒可杀死细菌、真菌、支原体、衣原体等致病微生物15,62。

纳米银抗菌剂的作用主要包括3个环节:¹与致病菌代谢酶中的巯基结合,使酶失活172;º与暴露的细菌细胞壁发生肽聚糖反应,形成可逆复合物,使细菌不能将氧和能量转运进细胞;»与致病微生物中的DNA结合,导致DNA结构变性,抑制DNA复制182。此外,纳米银又是非抗生素类抗菌剂,细菌对银离子不产生耐药性192,是一种具有长效的抗菌剂110,112。


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