纳米抗菌材料的研究进展

84实验研究

消毒工艺是生活饮用水处理中的一项重要工艺，目标是灭活水中多种病原微生物，对于保障人类的安全和健康有着重要意义。各个国家均对饮用水的抗菌消毒予以高度重视。传统的氯化消毒工艺过程中，氯会与水中天然有机物反应生成三卤甲烷和非挥发性的卤代有机物等消毒副产物（DBPs）。其他的化学消毒工艺如二氧化氯、臭氧消毒等，也可能会使水中生成氯酸盐、亚氯酸盐、溴酸盐等DBPs。DBPs对人体具有致癌、致畸、致突变的“三致”作用，严重威胁人们健康。因此，在消毒过程避免DBPs的生成是亟待解决的难题。而作为一种新型的抗菌消毒材料，纳米银在抗菌方面的优越性，引起了众多学者的研究。1.纳米材料简介纳米材料是指三维空间中至少一维的尺寸介于1~100 nm之间的材料。由于尺寸处于纳米级别，纳米材料表现出一些特有的效应，如表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应。此外，纳米材料往往具有非常大的比表面积以及较高的化学活性。这些性质有利于其抗菌能力的发挥。常作为抗菌剂的纳米材料主要有两类：碳系纳米材料和纳米金属材料。碳系纳米材料包括碳纳米管、氧化石墨烯等。碳纳米材料对水中溶壁微球菌、变异链球菌、沙门氏菌属等均具有抗菌作用。氧化石墨烯对于大肠杆菌具有很强的灭活能力。纳米金属材料包括纳米银、纳米铁、纳米氧化锌等。纳米金属材料由于特有的界面效应，其表面原子缺少临近的配位原子导致化学活性极强，也因此提高了对于细菌的亲和力，易于杀死细菌。纳米铁即可在氧和无氧的条件下高效的灭活细菌。纳米银作为最具前景的纳米金属材料之一，其抗菌方面的应用得到了越来越多的关注。2.纳米银的抗菌研究2.1纳米银抗菌的优势在众多的纳米材料之中，纳米银（nAg）脱颖而出，被广泛研究主要得益于以下特性。nAg的抗菌活性极高。银的杀菌能力是锌的上千倍。银离子对多种革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌、霉菌等均有广谱、强烈的杀灭作用，这是其作为抗菌材料被研究的基础。许多学者就nAg对细菌的抗菌性能进行了深入研究。Dankovich等人报道nAg可以高效的灭活水中的大肠杆菌和粪肠球菌；Guzman等人发现小尺寸的nAg颗粒相比于大尺寸的对于革兰氏阴性菌（大肠杆菌、绿脓杆菌）和革兰氏阳性菌（金黄色葡萄球菌）均具有更好的抗菌效果，同时还发现，纳米银对于革兰氏阴性菌的灭活效果往往强于革兰氏阳性菌，这与细菌的结构有关。nAg是一种对人体无害的金属。银的使用已有上千年历史，银质餐具具有抑制细菌滋生的能力，银丝纱布可以防止伤口腐烂。nAg虽然具有广谱的灭活能力，但对哺乳动物的毒性却很低，因此是一种对人类友好性的材料，至今未报导水体中纳米银危害人类安全的事件发生。进而nAg也被广泛应用到个人护理用品、食品、卫生等领域。nAg不易使细菌产生耐药性。nAg可迅速杀死细菌，使其无法产生具有耐药性的下一代，进而避免了细菌耐药性的产生。在抗生素滥用导致的细菌耐药性日益严重的今天，nAg在抗菌领域的出现和应用，必将受到越来越广泛的关注。综上，nAg凭借其极高的抗菌活性、对人体无害和不产生耐药性的特点，拥有传统无机抗菌剂无法比拟的优势。2.2.纳米银抗菌机理对于nAg的抗菌机制至今仍未被完全阐明，目前较为广泛接受的观点主要有以下几点：nAg颗粒及nAg释放出的银离子均具有一定的抗菌作用。He等人认为银离子的释放为主导因素，颗粒纳米银在抗菌领域的研究进展马占芳（同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室，上海　200092）摘　要：传统的水处理抗菌消毒工艺，往往会产生有毒害的消毒副产物，其安全性也受到了质疑。纳米银作为一种新兴的纳米抗菌材料，展现出了很高的灭活性能和无消毒副产物生成的优势，其抗菌机理也得到了广泛研究。纳米银的表面修饰剂往往会对材料的抗菌性能产生影响，带正电的纳米银材料具有更强的抗菌活性。关键词：纳米银 ；抗菌；机理；表面修饰剂文章编号：ISSN2096-0743/2019-02-0084

第３Ｏ卷第５期　２００７年１Ｏ月　山东陶瓷　ＳＨＡＮＤｏＮＧ　ＣＥＲＡＭＩＣＳ　Ｖｏ１．３Ｏ　ＮＯ．５　Ｏｃｔ．２００７　

・综述・　文章编号：１００５—０６３９（２００７）０５—００２６—０４　

纳米二氧化钛抗菌材料的研究与应用进展　

徐丽丽，綦晓峰，陈玉清　

（Ｌｈ东轻工业学院材料科学与工程学院，济南２５０３５３）　

摘要本文简要介绍了纳米ＴｉＯｚ应用于抗茵材料领域的优势、光催化抗茵机理及其　研究进展，综述了纳米ＴｉＯ。在抗菌陶瓷、抗茵玻璃、抗茵塑料、抗茵纤维等方面的应用，并且　

探讨了纳米ＴｉＯ。抗茵材料的发展前景。　

关键词　纳米ＴｉＯ２；抗菌；光催化；应用　中圈分类号：ＴＱ１７４．７５　８　文献标识码：Ａ　

自１９７２年日本东京大学的两位学者桥本和　

仁（Ｈａｓｈｉｍｏｔｏ）和藤岛昭（Ｆｕｊｉｓｈｉｍａ）在Ｎａｔｕｒｅ　发表了ＴｉＯ。电极在可见光下能够电解水　］以　

来，来自化学、物理、材料等领域的学者围绕着光　

催化原理及光催化技术的应用开展了大量的研　究。１９９７年Ｗａｎｇ等在Ｎａｔｕｒｅ上撰文报道了二　

氧化钛薄膜的双亲性［２］，这一发现引发了人们对　二氧化钛光催化原理和光催化技术应用研究的又　

一热潮，经过众多科研工作者的不懈努力，光催化　

材料的应用研究取得了长足的进步，特别是近几　年来已经取得了突破性进展。　

鉴于纳米ＴｉＯ。具有氧化活性高、化学稳定　

性好、对人体无毒副作用、对环境无污染、价格低　廉等优点，纳米ＴｉＯｚ在抗菌材料领域的应用取　

得了丰硕的成果。　

１　纳米ＴｉＯ　用于抗菌领域的优势　

可用作光催化抗菌剂的材料主要为ｎ型半　导体，如Ｔｉ０２、ＺｎＯ、ＣｄＳ、ＷＯ３、ＳｎＯ２、ＺｒＯ２等。　

根据选择抗菌剂须遵循的原则：对人体安全无毒，　

对皮肤没有刺激性；光催化活性高，抗菌能力强，　抗菌范围广；无臭味、怪味，外观颜色浅，气味小；　

热稳定性好，高温下不变色、不分解、不挥发、不变　质；价格便宜，来源容易等［３］，这些半导体中以　

1. 国内外研究现状和发展趋势

（1）多尺度杂化纳米抗菌材料的国内外研究进展

Ag+、Zn2+和Cu2+等金属离子具有抗菌活性，且毒性小、安全性高而被广泛用作抗菌剂使用。但是，由于其存在易变色、抗菌谱窄、长效性差、耐热性和稳定性不好等缺点而成为其进一步发展的障碍。相比而言，纳米银、纳米金、纳米铜、纳米氧化锌等纳米材料则可以在一定程度上克服这些问题。例如纳米银，在抗菌长效性和变色性方面均比银离子（多孔纳米材料负载银离子）抗菌剂有显著改善，而且其毒性也更低（Adv. Mater. 2010）；关于其抗菌机理，被认为是纳米银释放出银离子而产生抗菌效果（Chem. Mater 2010，ACS Nano 2010）。纳米金也有类似的效果（Adv. Mater. Res.2012），尽管活性比纳米银稍差，但其对耐药菌株表现出良好的抗菌活性(Biomaterials 2012)。铜系抗菌材料可阻止“超级细菌”（NDM-1）的传播（Lancet Infec.Dis. 2010）。活性氧化物是使用时间最长、使用面最广泛的一类长效抗菌剂，其中氧化锌是典型代表，特别是近年来随着纳米技术的发展，一系列低维结构氧化锌的出现，为氧化锌系抗菌材料提供了极大的发展空间，由于其良好的安全性，氧化锌甚至可用于牙科等口腔材料（Wiley Znter

Sci.，2010）。本项目相关课题组多年的研究发现，ZnO的形貌差异、结构缺陷和极化率等都会影响其抗菌活性（Phys. Chem. Chem. Phys. 2008）；锌离子还可以与多种成分杂化，产生协同抗菌活性而提高其抗菌性能（Chin. J. Chem. 2008,

J. Rare Earths 2011）。

利用杂化纳米材料结构耦合所带来的协同作用提高纳米材料的抗菌活性是近年来的研究热点。例如：纳米铜与石墨烯杂化体系中存在显著的协同抗菌作用（ACS Nano 2010）。用络氨酸辅助制备的Ag-ZnO杂化纳米材料，表现出良好的抗菌和光催化性能（Nanotechnology 2008）；但是Ag的沉积量过大，催化活性反而有所降低（J. Hazard. Mater. 2011）。以壳聚糖为媒质，通过静电作用合成得到均匀的ZnO/Ag纳米杂化结构，结果显示，ZnO/Ag纳米杂化结构比单独的ZnO

２０２１，４０（２）河南大学学报（医学版）·１４７　·文章编号：１６７２－７６０６（２０２１）０２－０１４７－０５光热纳米材料在抗菌领域的研究进展杨莹莹，冯闪，马陇豫，孙梦瑶，张审，刘超群∗河南大学药学院，河南开封４７５００４摘　要：细菌感染威胁着人类健康，特别是耐药菌导致的疾病，临床上的发病率和死亡率极高，如耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（ＭＲＳＡ）是临床上最可怕的致病菌（超级细菌）之一，可导致败血症和急性心内膜炎。目前耐药菌的快速变异和新抗生素开发的严重滞后，迫切需要对新型抗菌剂的研究。具有光热效应的纳米材料将光能转化为热能，使局部温度升高，可破坏细菌细胞膜、导致蛋白质变性。因其独特的抗菌机制，产生耐药菌的可能性较小，可以作为抗生素的替代品。光热纳米材料分为三类，包括金属类、碳类和聚合物类纳米材料。本文对近几年来具有光热效应的抗菌纳米材料领域的研究进展进行综述，并讨论其特点及未来的发展方向。关键词：纳米材料；光热效应；抗菌活性；金属类纳米材料；碳类纳米材料；聚合物类纳米材料中图分类号：Ｒ３１８．０８ 文献标志码：Ａ

　收稿日期：２０２１⁃０２⁃１６　基金项目：河南省重点研发与推广专项（２１２１０２３１０２３１）；河南省高等学校重点科研项目（２１Ａ４３０００６）；河南省青年科学基金（２０２３００４１００６）　作者简介：杨莹莹（１９９７⁃），女，硕士研究生。研究方向：纳米材料的生物医学应用。　∗通信作者：刘超群（１９８９⁃），男，博士，讲师。研究方向：钠米材料的生物医学应用。ＲｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｐｈｏｔｏｔｈｅｒｍａｌｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓｉｎａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌＹＡＮＧＹｉｎｇｙｉｎｇ ＦＥＮＧＳｈａｎ ＭＡＬｏｎｇｙｕ ＳＵＮＭｅｎｇｙａｏ ＺＨＡＮＧＳｈｅｎ ＬＩＵＣｈａｏｑｕｎ∗ＳｃｈｏｏｌｏｆＰｈａｒｍａｃｙ ＨｅｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｋａｉｆｅｎｇ４７５００４ ＣｈｉｎａＡｂｓｔｒａｃｔ Ｂａｃｔｅｒｉａｌｉｎｆｅｃｔｉｏｎｉｓｔｈｒｅａｔｅｎｉｎｇｈｕｍａｎｈｅａｌｔｈ ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｔｈｅｄｉｓｅａｓｅｓｃａｕｓｅｄｂｙｄｒｕｇ⁃ｒｅｓｉｓｔａｎｔｂａｃｔｅｒｉａ ｗｉｔｈｈｉｇｈｃｌｉｎｉｃａｌｍｏｒｂｉｄｉｔｙａｎｄｍｏｒｔａｌｉｔｙ．Ｆｏｒｅｘａｍｐｌｅ ｍｅｔｈｉｃｉｌｌｉｎｒｅｓｉｓｔａｎｔｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓａｕｒｅｕｓ ＭＲＳＡ ｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｆｅａｒｅｄｐａｔｈｏｇｅｎｓｉｎｔｈｅｃｌｉｎｉｃａｌ ｓｕｐｅｒｂａｃｔｅｒｉａ ｗｈｉｃｈｃａｎｌｅａｄｔｏｓｅｐｓｉｓａｎｄａｃｕｔｅｅｎｄｏｃａｒｄｉｔｉｓ．Ａｔｐｒｅｓｅｎｔ ｔｈｅｒａｐｉｄｍｕｔａｔｉｏｎｏｆｄｒｕｇ⁃ｒｅｓｉｓｔａｎｔｂａｃｔｅｒｉａａｎｄｔｈｅｓｅｒｉｏｕｓｌａｇｉｎｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｎｅｗａｎｔｉｂｉｏｔｉｃｓｍａｋｅｉｔｕｒｇｅｎｔｔｏｓｔｕｄｙｎｅｗａｎｔｉｍｉｃｒｏｂｉａｌａｇｅｎｔｓ．Ｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓｗｉｔｈｐｈｏｔｏｔｈｅｒｍａｌｅｆｆｅｃｔｃｏｎｖｅｒｔｌｉｇｈｔｅｎｅｒｇｙｉｎｔｏｈｅａｔ ｗｈｉｃｈｃａｎｉｎｃｒｅａｓｅｌｏｃａｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄｄｅｓｔｒｏｙｂａｃｔｅｒｉａｌｃｅｌｌｍｅｍｂｒａｎｅａｎｄｃａｕｓｅｐｒｏｔｅｉｎｄｅｎａｔｕｒａｔｉｏｎ．Ｂｅｃａｕｓｅｏｆｉｔｓｕｎｉｑｕｅａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｄｒｕｇ⁃ｒｅｓｉｓｔａｎｔｂａｃｔｅｒｉａａｒｅｌｅｓｓｌｉｋｅｌｙｔｏｂｅｐｒｏｄｕｃｅｄａｎｄｃａｎｂｅｕｓｅｄａｓａｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｆｏｒａｎｔｉｂｉｏｔｉｃｓ．Ｐｈｏｔｏｔｈｅｒｍａｌｌｙｅｎａｂｌｅｄｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓａｒｅｃｌａｓｓｉｆｉｅｄｉｎｔｏｔｈｒｅｅｇｒｏｕｐｓ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｍｅｔａｌ⁃ ｃａｒｂｏｎ⁃ ａｎｄｐｏｌｙｍｅｒ⁃ｂａｓｅｄｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓ．Ｉｎｔｈｉｓｒｅｖｉｅｗ ｗｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓｗｉｔｈｐｈｏｔｏｔｈｅｒｍａｌｅｆｆｅｃｔｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ ａｎｄｄｉｓｃｕｓｓｔｈｅｉｒｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｆｕｔｕｒｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｄｉｒｅｃｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌ ｐｈｏｔｏｔｈｅｒｍａｌ ａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌａｃｔｉｖｉｔｙ ｍｅｔａｌ⁃ｂａｓｅｄｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓ ｃａｒｂｏｎ⁃ｂａｓｅｄｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓ ｐｏｌｙｍｅｒ⁃ｂａｓｅｄｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓ 目前，由细菌引起的感染性疾病，尤其是耐药菌，已成为全球性重大健康问题之一，引起了人们的广泛关注［１］。一项研究［２⁃３］表明，如果不能控制耐药菌感染，每年将导致１０００多万患者死亡，损失高·１４８　·ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｅｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＭｅｄｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅ）２０２１，４０（２）达１００万亿美元。为解决细菌感染带来的危害，目前常用的抗菌方法，包括抗生素、重金属离子、抗菌肽和季铵盐化合物［４⁃５］。其中抗生素是一种有效的抗菌药物，在临床上有广泛的应用。但抗生素的滥用导致的细菌耐药，已成为当今医学领域和人类生存环境面临的一个严重问题［６］。金属离子长期以来被用作不同形式的杀菌化学品，并显示出抗广谱细菌的抗菌性能，但是，它们会对哺乳动物细胞产生毒性［７］。抗菌肽是一种新型高效抗菌药物，但是存在合成困难、纯化复杂、成本高等问题，限制了它们的广泛应用［８］。季铵类化合物具有高效、方便的抗菌作用，但长期使用后也会引起耐药性［９］。基于上述问题，利用纳米材料及其复合材料的光处理方法是近年研究的热点［１０⁃１１］。在这些纳米材料中，光热疗法（ｐｈｏｔｏｔｈｅｒｍａｌｔｈｅｒａｐｙ，ＰＴＴ）具有高效的靶向选择性、远程可控性、最小侵袭性及良好的生物安全性等优点。此外，ＰＴＴ不引起细菌耐药性，并且具有广泛的抗菌谱［１２⁃１３］。用于治疗细菌感染的ＰＴＴ纳米材料有三类：金属类纳米材料［１４⁃１５］、碳类纳米材料［１６⁃１７］、聚合物类纳米材料［１８］。本文就这三种纳米材料的合成原理、抗菌机理及抗菌领域应用的研究进展进行综述。１　金属类纳米材料金属类纳米材料包括纳米金、纳米铂和二硫化钼等，在近红外激光照射后，激发态通过非辐射衰变以热量的形式释放能量［１９］。金属类纳米材料在近红外窗口的吸收波长和强度取决于纳米材料的形貌和尺寸［２０⁃２１］。产生了多种金属纳米结构，如纳米棒［２２⁃２３］、纳米星［２４］、纳米线［２５⁃２６］、纳米花［２７］等。由于纳米金在近红外窗口具有强烈的局部表面等离子体共振（ＬＳＰＲ）效应、可调控的尺寸和形貌、良好的生物相容性，使其成为金属类光热纳米材料的代表。Ｗａｎｇ［２８］等采用中间层转换法制备了包覆在金纳米棒上的海胆型Ｂｉ２Ｓ３，解决半导体Ｂｉ２Ｓ３快速的光诱导电子空穴复合和近红外光的低吸收限制了活性氧的产生和光热转换效率的问题。实验结果表明，Ａｕ＠Ｂｉ２Ｓ３核－壳结构的纳米材料具有较强的光热转换效率和产生更多的ＲＯＳ，通过光热效应和光动力协同抗菌，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均有较好的抗菌活性。金银纳米材料因其独特的光学特性而备受关注，由于具有易于表面功能化的优点，在成像、给药和ＰＴＴ等领域得到了广泛的应用［２９⁃３０］。金银纳米材料也被开发为抗菌剂，与光热效应构建联合抑菌平台。Ｗｕ［３１］等人研究了一种镀硅的金－银纳米笼（Ａｕ⁃Ａｇ＠ＳｉＯ２ＮＣｓ），在近红外激光照射下，将金纳米材料的光热效应与银离子的持续释放联合进行抗感染治疗。实验结果表明，Ａｕ⁃Ａｇ＠ＳｉＯ２ＮＣｓ浓度为５０ｍｇ／ｍＬ，近红外光照射１０ｍｉｎ后从２０．７℃上升到５７．４℃，具有良好的光热性质。体外和体内实验表明制备的纳米材料在近红外激光照射下能有效抑制金黄色葡萄球菌（Ｓ．ａｕｒｅｕｓ）和大肠杆菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）。将ＳｉＯ２涂层应用于金银纳米材料表面，提高其生物相容性，使银离子的实现缓释，体外治疗１２ｈ仍然具有杀菌效果。Ｑｉａｏ［３２］等人提出了一种复合结构的含铜中空纳米壳（ＡｕＡｇＣｕ２ＯＮＳ），作为光热治疗剂用于皮肤慢性感染和伴有耐药细菌感染的不愈合性角膜炎。光热性质实验结果表明ＡｕＡｇＣｕ２ＯＮＳ具有良好的光热效应，光热转换效率为５７％，同时具有良好的光稳定性，在激光照射五次循环后，光热转换效率不变。通过（８０８ｎｍ，１．５Ｗ／ｃｍ２，１０ｍｉｎ）近红外激光照射，用平板计数法与ＥＳＢＬＥ．ｃｏｌｉ和ＭＲ⁃ＳＡ孵育来评估ＡｕＡｇＣｕ２ＯＮＳ的光热抗菌性能。结果表明，ＡｕＡｇＣｕ２ＯＮＳ具有较强的抗菌能力，用２６．４μｇ／ｍＬ的浓度即可有效杀灭两种菌株。二硫化钼（ＭｏＳ２）纳米片是一种新兴的二维材料，它具有优异的光热性能，此外它较大的比表面积可用于负载药物。由于其特殊的物理和化学特性，可应用于生物成像［３３］、癌症［３４⁃３５］和抗菌［３６⁃３７］治疗等多种生物医学领域。为解决ＭｏＳ２在缓冲溶液中易聚集现象，Ｈｕａｎｇ［３８］等人将带正电荷的季化壳聚糖对ＭｏＳ２纳米薄片进行改性，制备了含抗生素的联合抗菌平台。由于抗生素⁃光热联合治疗，通过体内体外实验表明在适宜的温度（４５℃）和低抗生素浓度下抗ＭＲＳＡ感染。２　碳类纳米材料碳类纳米材料在近红外区具有较强的光吸收性和稳定性，即使经过长时间照射，其光吸收性能也不会衰减，所以碳基纳米材料在光热抗菌方面有着广阔的应用前景。主要包括碳纳米管、富勒烯、石墨烯和碳量子点等。碳纳米管（ＣＮＴｓ）具有优异的光热转换性能，且体积小、表面积大，可与生物分子、细胞产生独特的相互作用，增强伤口敷料的生物活性，促进伤口愈合［３９］。Ｈｅ［４０］等人以Ｎ⁃羧乙基壳聚糖（ＣＥＣ）和末端苯甲醛Ｆ１２７／碳纳米管（ＰＦ１２７／ＣＮＴ）为基础，制备了具有优异的光热和导电性能的水凝胶。实验结果表明，ＣＮＴｓ使水凝胶具有光热特性，可显著提高其体外／体内抗菌活性。在ＺＯＩ试验中，２０２１，４０（２）河南大学学报（医学版）·１４９　·ＣＥＣ／ＰＦ／ＣＮＴ水凝胶具有较好的缓释性能和抗菌活性。通过小鼠皮肤创面感染模型进一步证明，在近红外激光照射下，ＣＥＣ／ＰＦ／ＣＮＴ水凝胶有较强的抗菌作用，促进创面愈合。由于石墨烯具有优异的光热转换能力、较大的表面积和表面易于修饰的特性，近年来在光热抗菌领域得到了广泛的研究。特别是石墨烯、氧化石墨烯（ＧＯ）、还原氧化石墨烯（ｒＧＯ）等一系列石墨烯类纳米材料。Ｆａｎ［４１］等人制备了ＭＯＦ衍生掺杂ＺｎＯ的石墨烯二维材料，通过局部大量Ｚｎ２＋离子穿透、物理切割和热疗杀死，协同破坏细菌被膜和细胞内物质。实验结果表明，极低的纳米材料浓度具有强大的局部杀菌效果，短时间的光热处理，有助于对皮肤创面进行快速、安全的杀菌，不会损伤正常皮肤组织。细菌感染伤口处于低氧微环境，低氧微环境不仅能促使细菌生长，而且还会促进它们对药物和治疗方法的耐药性，从而导致生物膜的形成。临床上为促进细菌感染伤口的愈合，通过高压氧疗法来改善低氧微环境，将气态氧输送到全身，但对患者易造成氧中毒、费用负担等。载氧载体如微／纳米气泡（ＭＮＢｓ）能够将局部氧气输送到低氧微环境中，但易出现氧气未到达伤口部位而过早的释放。Ｊａｎｎｅ⁃ｓａｒｉ［４２］等人提出还原氧化石墨烯／ＣｕＯ２纳米复合材料的制备，该复合材料更易控制氧气的释放，且释放时间更长。实验表明，将氧化铜（作为氧气的固体来源）与还原氧化石墨烯纳米片结合的情况下，通过局部温度升高和增多活性氧种类产生广谱抗菌作用（包括革兰氏阳性金黄色葡萄球菌、革兰氏阴性大肠杆菌和耐药ＭＲＳＡ细菌）。Ｙｕ［１１］等人为解决细菌感染伤口的低氧微环境抑制光动力治疗的抗菌效果，提出一种不依赖局部组织氧浓度清除耐药菌的方法。使用乙二醇壳聚糖修饰聚多巴胺（ＰＤＡ）包覆的羧基石墨烯纳米片（ＣＧ），使其成为水溶性壳聚糖衍生物，将ＡＩＢＩ作为自由基源，将其负载材料上。在近红外光的照射下，ＰＤＡ＠ＣＧ的光热效应使局部温度升高，导致ＡＩＢＩ分解生成烷基自由基（Ｒ），造成细菌损伤。通过体内体外抗菌实验表明，在常氧和低氧条件下，产生的烷基自由基均具有较强的抗菌效果。３　聚合物类纳米材料有机共轭聚合物是一类具有π⁃π共轭骨架的大分子，具有制备成本低、尺度易调控、稳定性好、优异的光热转换能力等优点，是光热材料中研究的热点。Ｚｈｏｕ［４３］等人提出了一种在近红外激光照射下由季铵盐修饰的共轭聚合物同时具有ＰＤＴ和ＰＴＴ效应，实现了单光源双光治疗的治疗方法。共轭聚合物侧链上的季铵基团与带负电荷的细菌膜相互作用，提高局部抗菌效率，共轭主链能同时产生活性氧（ＲＯＳ）和热量，对细菌造成损伤。在近红外光照射（８０８ｎｍ，１．０Ｗ·ｃｍ－２，８ｍｉｎ），４０μｇ·ｍＬ－１的实验条件下，共轭聚合物能有效地杀死金黄色葡萄球菌和耐药大肠杆菌。为能有效杀死白色念珠菌则需更高浓度共轭聚合物。聚多巴胺（ＰＤＡ）是贻贝分泌的类似蛋白结构的聚合物，制备方法简单、附着力强、生物相容性好，易于修饰于材料表面提高其分散性，也是一种优良的光热材料。Ｙｕ［４４］等人将聚多巴胺（ＰＤＡ）包覆氧化铁纳米复合材料（Ｆｅ３Ｏ４＠ＰＤＡ）作为光热材料，将第三代树突状聚氨基胺（ＰＡＭＡＭ⁃Ｇ３）接枝在Ｆｅ３Ｏ４＠ＰＤＡ表面，然后将ＮＯ负载其复合材料上。将制备的纳米复合材料在近红外激光照射下表现出可控的ＮＯ释放性能。光热效应和ＮＯ协同抗对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌，显著降低了细菌活力和生物膜生物量。聚苯胺（ＰＡＮＩ）由于亚胺氮原子的掺杂，在近红外区有较强的吸收，能够在近红外光照下产生大量的热量来对抗细菌和肿瘤细胞。Ｈｓｉａｏ［４５］将ＰＡＮＩ接枝在壳聚糖（ＣＳ）上作为侧链，可以在水环境中自组装成胶束，并在局部ｐＨ值升高的驱动下转化为胶体凝胶，这些自掺杂的聚苯胺胶束作为光热剂，利用近红外光照射触发反应。在体内实验中，复合材料注射溶液最终分布在酸性脓肿上，遇到健康组织的边界时，就会形成胶体凝胶。由于ＰＡＮＩ侧链，胶体凝胶在近红外光照射下（８０８ｎｍ，０．５Ｗ／ｃｍ２）产生热疗，导致细菌热裂解，修复感染创面而不留下残留的植入材料。减少对周围健康组织不必要的热损伤。４　结语金属类、碳类和聚合物类复合材料的光热抗菌效果优于单独使用相同材料的光热抗菌效果，除产生热量外，复合材料还具有某些特性，如酶活性（蛋白酶）、ＲＯＳ生成、促进离子释放（银离子）以及复合材料表面电荷与细菌细胞壁电荷之间的静电吸引。这些特性与ＰＴＴ结合，有利于破坏细菌细胞膜，提高抗菌效果。通过对纳米材料进行修饰，达到多种治疗手段联合治疗的目的，如光热和化疗联合、光热和光动力治疗联合等。光热纳米材料的发展为治疗