纳米银抗菌研究进展
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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。
纳米银材料抗菌机理及应用研究自然界中,金属银拥有卓越的抗菌能力。
因此,随着现代医疗、生活水平的提高,银逐渐被广泛应用于医疗用品、日用品、环保材料等领域。
目前广泛应用的银材料主要包括纳米银、银离子等类型。
其中纳米银材料是一种具有优良抗菌性能的生物医用材料,其独特的抗菌机理以及广泛的应用前景引起了人们的高度关注。
纳米银材料抗菌机理纳米银具有优越的抗菌活性,是因为其特殊的抗菌机理。
纳米银粒子表面带有大量的自由电子,这些自由电子能够与菌体的DNA、RNA等分子进行反应,使其结构发生改变,从而抑制了菌体的生长和繁殖。
此外,纳米银还能与菌体表面的蛋白质、酶等官能基团结合,破坏了其功能性结构,破坏了菌体的代谢和生理活动,最终达到杀灭或抑制菌体的目的。
而且,纳米银粒子本身的高表面积、多孔性等特点,也能让它们更容易与菌体产生接触、吸附和渗透作用,加速抗菌效果的产生。
纳米银材料应用研究纳米银材料已经被广泛应用于医疗、环保、日用等领域。
例如,在医疗领域中,纳米银材料可以应用于各种医疗用品制造,如医用敷料、人体假体、手术器械等;在日用领域中,纳米银也可以被应用于制造各种抗菌饰品、生活用品、厨具等;在环保领域中,纳米银可应用于防霉、防腐、除臭等方面,如制造高效空气净化器、饮水机等。
目前纳米银的应用领域广泛,但在未来的研究中还有许多值得关注和攻克的难点。
例如,如何提高纳米银在价格上的竞争力;如何应对纳米银在潜在毒性等方面带来的安全隐患;如何进一步挖掘纳米银材料在抗菌领域的应用潜力等问题。
总之,纳米银是一种非常重要的抗菌材料,其天然的抗菌性能加上人造的加工技术应用,使得它在应用领域具有广泛的前景。
未来,需要对其进行更加深入的理论和实践研究,以进一步推动纳米银材料在生产、生活等领域的广泛应用。
纳米银材料制备及其抗菌性能研究随着现代医疗技术的不断进步,人们对医疗质量和环境卫生要求也越来越高。
而细菌和病毒等微生物的抵抗力也不断提高,传统的抗菌方法已经无法满足日益增长的需求。
在这种情况下,纳米银材料应运而生。
一、纳米银材料的运用纳米银材料是指粒径小于100纳米的银颗粒。
它有一种独特的抗菌作用,可以抑制细菌和病毒等微生物的生长繁殖,具有广泛的用途。
1. 医疗领域在医疗领域,纳米银可以用于制备抗菌肛门喷剂、消毒剂、手术器械、医用敷料和纱布等。
这些产品可以有效地预防感染和交叉感染,提高医疗卫生水平。
2. 食品加工领域在食品加工领域,使用纳米银可以制造出高效的食品包装材料,并可以抑制细菌滋生,从而增强了食品的保鲜期。
3. 环保工程领域在环保工程领域,纳米银可以用于制造高效的废水处理工艺和废气处理设备。
二、纳米银材料的制备方法纳米银材料的制备方法主要有化学还原法、微乳化法、溶胶凝胶法、生物法等。
其中,化学还原法是目前应用比较广泛的一种方法。
化学还原法是将银盐还原成银粒子的一种化学反应。
通过在溶液中加入还原剂,可以使银离子逐步被还原,生成小颗粒的银粉末。
这种方法制备的银颗粒粒径较小、分散性良好、稳定性较高,适用于工业化生产。
三、纳米银材料的抗菌性能研究纳米银的抗菌性能主要与粒径大小、表面电荷、杀菌机理等因素有关。
在研究中,发现纳米银具有以下几种抗菌方式:1. 破坏菌细胞膜纳米银具有较小的颗粒尺寸和较大的比表面积,它的大量表面活性位点对菌细胞膜具有高度的亲和力和嵌入力。
2. 杀死细菌细胞纳米银等离子体会促进产生肝氧化酶、DNA的纤维化等缺氧血管新生因子,降低炎症介质的水平,可有效地杀死细菌细胞。
3. 导致氧化损伤纳米银通过与微生物细胞膜和蛋白质等进行化学反应,产生氧自由基和其他有毒物质,使微生物细胞膜受到氧化损伤而死亡。
总之,纳米银具有独特的抗菌性能,可广泛应用于医疗、食品加工、环保工程等领域。
如今,随着人们对健康环境要求的不断提高,纳米银材料将会有更加广阔的应用前景和更加明亮的未来。
:综纳米银颗粒用于牙周和种植体周抗菌的研究进展梁晔,邵金龙,葛少华[摘要]菌斑控制是牙周治疗的核心。
菌斑控制的效果关乎牙周炎及种植体周围炎治疗的成功与否。
对于炎症较重者以及 牙周手术或种植手术术后常需辅助应用抗生素但抗生素存在易诱导抗生素抵抗、对菌斑生物膜中的微生物效率低等缺点 近些年,纳米银颗粒凭借其优良的抗菌性能和不易诱导抵抗的特点,在牙周炎及种植体周围炎的治疗或感染预防中展现出良 好的应用前景。
该文将综述纳米银颗粒作为潜在抗菌剂用于治疗牙周炎和种植体周围炎的研究进展,主要包括纳米银颗粒 的抗菌机制及影响因素、细胞毒性、在牙周炎和在种植体周围炎中的应用潜能四个方面。
[关键词]牙周炎;种植体周围炎;纳米银颗粒;抗菌;细胞毒性[中图分类号]R781.4 [文献标识码] A [文章编号]1003-9872(2020)12-1116-08[doi] 10.13591/ k i.k qyx.2020.12.012Progress of research on the treatment of periodontitis and peri-iniplantitis with silver nanoparticlesLIANG Ye, SHAO Jinlong ,GE Shaohua. (Department of Periodontology, School and Hospital of Stomatology, Shandong University & Shandong Key Laboratory of Oral Tissue Regeneration & Shandong Engineering Laboratory f or Dental Materials and Oral Tissue Regeneration,Jinan 250012, China)Abstract :Plaque control is the core of periodontal therapy. The efficacy of plaque control largely determines the prognosis of periodontitis and peri-im plantitis. To enhance the effectiveness, antibiotics are usually applied adjunctively to treat severe periodontitis or prevent infection after periodontal surger>r and implantation. However, antibiotics is restricted by the induction of antibiotic resistance anti their low efficiency to kill bacteria in the biofilm. R ecently, due to the excellent antibacterial properties and less tendency to induce resistance, silver nanoparticles have been explored as an alternative antibacterial agent and are promising to treat periodontitis and peri- im plantitis or prevent infection. Therefore, this review has focused on the advances of research on silver nanoparticles as potential antibacterial agents for periodontal treatment from four asp ects, namely the antibacterial properties, cytotoxicity, the potential application in periodontitis and peri-im plantitis.Key w ords:peridontistis;peri-im plantitis;silver nanoparticle;antibacterial;cytotoxicityStomatology, 2020,40( 12 ): 1116-1123牙周炎(periodontitis)和种植体周围炎(peri-iniplantitis)是发生于牙或种植体周围支持组织的炎 症性疾病,其始动因素为菌斑微生物,可引起牙槽骨 吸收,甚至牙齿缺失及种植体松动脱落。
银纳米材料的制备及其抗菌性能研究随着生活水平的提高和科学技术的不断进步,对于抗菌材料的需求也越来越大。
而银纳米材料因其独特的物理和化学性质,成为一种重要的抗菌材料。
本文将介绍银纳米材料的制备方法以及其抗菌性能的研究进展。
一、银纳米材料的制备方法银纳米材料的制备方法非常多样化,包括化学还原法、生物还原法、微波法、激光法、电化学法等。
以下是常用的两种方法:1. 化学还原法化学还原法是通过还原剂将银离子还原成银纳米粒子。
通常使用的还原剂有:氢氢醛、硼氢化钠、柠檬酸等。
化学还原法具有操作简便、反应速度快、产物稳定等优点。
但是,还原剂的选择和反应条件的调控会影响到成品的粒径和分布,同时产生的有毒废液也对环境造成一定的污染。
2. 生物还原法生物还原法是利用生物体内自身的还原剂分泌银纳米粒子。
其中微生物和植物提取物是常用生物体,能够制备出较为均匀、分散的银纳米粒子。
生物还原法具有无毒、无废物、反应效率高等优点。
但是,生产过程需要考虑生物体的生长条件、纯化过程等方面,造成比较大的困难。
二、银纳米材料的抗菌性能研究银纳米材料的抗菌性能已经被广泛研究,其抗菌原理包括两个方面:1. 细菌细胞膜的破坏银纳米粒子具有一定的表面电荷,在与细菌相互作用的过程中会破坏细菌的细胞膜。
这使得细菌的细胞壁破损,导致其内部的物质和水分迅速丧失,最终导致细菌死亡。
同时,银离子的释放也会促进细胞膜的损伤。
2. 细菌内部机制的破坏除了对细胞膜的破坏,银纳米粒子还能够进入细胞内部,与细胞内的一些酶、蛋白质相互作用。
这些酶和蛋白质是细菌生存所必需的,银纳米粒子的干扰会破坏细菌的代谢机制,导致细菌死亡。
三、实验研究银纳米材料的抗菌性能已经在很多领域进行了实际应用。
例如,银纳米材料在医疗器械、水处理、食品加工等方面具有广泛的应用前景。
以下是实验研究的一些例子。
1. 医疗领域银纳米材料在医疗领域的应用非常广泛。
例如,银纳米材料能够抑制细菌的生长,对于医用器械的消毒有很好的效果。
纳米银在高分子材料中的抗菌性能研究摘要:纳米银作为一种强有效的抗菌剂,已被广泛应用于高分子材料中。
本文综述了纳米银在不同高分子材料中的抗菌性能研究,对其应用领域和机制进行了详细探讨。
结果表明,纳米银能够显著提高高分子材料的抗菌性能,可有效对抗多种细菌,并具有长效的抗菌效果。
然而,应用纳米银也面临一些挑战,如环境风险和生物毒性等。
因此,未来的研究需要深入探索纳米银在高分子材料中的抗菌机制,同时关注其环境安全性,以推动其更广泛而安全的应用。
1. 引言随着抗菌耐药性的增加和公共卫生意识的提高,寻找新型高效抗菌材料成为当今研究的热点。
纳米银由于其较大的比表面积和独特的物理化学性质,被广泛认为是一种潜力巨大的抗菌剂。
纳米银的应用领域众多,尤其在高分子材料中的抗菌性能研究引起了广泛关注。
本文旨在总结纳米银在高分子材料中的抗菌性能研究,探讨纳米银在高分子材料中的应用前景。
2. 纳米银的抗菌性能纳米银具有很强的抗菌活性,可以抑制多种细菌的生长,包括耐药菌株。
纳米银通过释放银离子和直接与细菌交互作用的方式表现出抗菌性能。
研究发现,纳米银能够破坏细菌的细胞膜和核酸,干扰其代谢过程,从而导致细菌的死亡。
此外,纳米银还能抑制细菌的生物膜形成,阻断其在高分子材料表面的生长。
3. 纳米银在高分子材料中的应用纳米银在高分子材料中的抗菌应用广泛,包括医疗器械、包装材料、纺织品等领域。
在医疗器械方面,纳米银被用于制备抗菌涂层,可以有效抑制细菌的生长,降低医院内感染的发生率。
在包装材料方面,纳米银被应用于食品包装,可以延长食品的保鲜期并保持其卫生安全。
在纺织品方面,纳米银能够使纤维表面具有抗菌性能,从而防止细菌滋生和异味产生。
4. 纳米银应用中的挑战和安全性问题尽管纳米银在高分子材料中的抗菌性能得到了广泛认可,但也面临一些挑战和安全性问题。
首先,纳米银的环境风险引起了关注,其释放的银离子可能对环境造成潜在影响。
其次,纳米银具有一定的生物毒性,长期暴露可能对人体健康产生潜在危害。
纳米银临床应用研究进展银是一种亮白色金属,可杀灭细菌、真菌和霉菌。
自进入20世纪,I临床应用银化合物杀菌消毒、抗菌消炎逐渐广泛。
如磺胺嘧啶银用于治疗烧、烫伤;在日本,应用含氟化二氨银漱口水防治牙周炎、龋齿、口腔溃疡;美国还推出了一种羧酸银与乙醇复配液,经I临床试验证实治疗泪管炎、阴道感染、烧伤、细菌性感冒、面部粉刺等效果良好;瑞士某公司将硫酸氢银与过氧化氢复配作皮肤消毒液效果良好。
国内、外研究人员将纳米材料和技术与银的特性相结合,研制出纳米银材料应用于各领域,近年来,不少文献报道了纳米银在临床上的应用,本文就该方面的研究进展作一综述。
1 纳米银的抗菌原理纳米银是以纳米技术为基础研制而成的新型抗菌产品,由于量子效应、小尺寸效应和具有极大的比表面积,因而具有传统无机抗菌剂无法比拟的抗菌效果,且安全性高、效力持久,是一种具有长效性和耐候性抗菌剂。
有关纳米银杀菌作用的原理,多数学者认为,超细状态银表面积极大,在水中呈Ag+,因此纳米银的杀菌作用主要与银离子有关,可与菌体中酶蛋白中的-SH迅速结合,供代谢关键酶失活,使致病菌不能代谢而死亡;其次,纳米银可与致病菌DNA碱基结合并形成交叉链接,置换嘌呤和嘧啶中相邻氮之间的氢键,使DNA变性而不能复制,导致致病菌失活。
纳米银的原子排列表面为介于固体和分子之间的“介态”,这种活性极强的纳米银微粒具备超强抗菌能力,可杀死细菌、真菌、支原体、衣原体等致病微生物。
此外,纳米银又是非抗生素类杀菌剂,目前没有任何细菌对银产生耐药性。
2 纳米银在临床中的应用2.1 在外科中的应用2.1.1 在烧烫伤、烧伤植皮中的应用。
磺胺嘧啶银(SD-Ag)作为传统治疗烧、烫伤的银制剂,在溶液中起抗菌作用的仅是Ag+ 。
Ag+ 除了与细菌的一些成分结合外,也与血浆中的蛋白质结合或与Cl-反应而沉淀,导致其抗菌能力下降,而纳米银敷料展示了一种新的银的形式Ag+ 与活性银的结合,可为创面持续提供一定浓度的动态活性银。
纳米银在抗菌方面的研究进展摘要:纳米技术是本世纪最有前途的新技术之一,纳米材料被广泛应用于生物、医药、化工及其他工业领域。
纳米颗粒是指直径在1-100nm之间的粒子,也称为超微粒子,纳米材料的优异特性取决于其独特的微观结构,具有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等,因而显示出不同于常规材料的热、光、电、磁、催化和敏感等特性。
国内、外研究人员将纳米材料和技术与银的特性相结合,研制出纳米银材料应用于各领域,例如建筑涂料、环境净化、医疗、医药、陶瓷、塑料、纸制品、纺织品、化妆品等领域,主要是运用了纳米银独特的抗菌性能和抗菌机制[1]。
关键词:纳米银;抗菌;应用1 纳米银的抗菌机理有关纳米银抗菌作用机制,Dibro等认为,纳米银的作用方式与银离子相似,但它们的有效浓度不同,纳米银是在纳摩尔水平,而银离子是在微摩尔水平。
因此,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。
纳米银微粒可杀死细菌、真菌、支原体、衣原体等致病微生物。
通常纳米银颗粒直径(10-100nm)极其微小,独特的小尺寸效应和表面效应可以轻易地进入病原体,与菌体中酶蛋白质巯基(-SH)迅速结合;一些以巯基(-SH)为必要基团的酶便失去活力,使致病菌不能代谢而死亡,从而达到杀菌、修复组织、促进伤口愈合的作用。
Lok等[2]将大肠杆菌短期暴露在纳米银中,运用蛋白质组学分析纳米银的抗菌机制。
结果显示,纳米银会导致包膜蛋白前体的积累,大肠杆菌细胞膜被破坏,降低其膜电位,细胞内ATP 水平降低。
纳米银的抗菌作用是一种同时作用于细菌细胞内、外的复杂机制。
纳米银通过与外膜屏障成分的作用对细胞膜结构和功能构成破坏和扰动,改变膜电势和膜的渗透性,导致细胞的离子转运体系被打乱;纳米银还可以进入细胞内,使细胞内钾和磷酸盐等流失以及细胞内ATP大量水解、水平急速降低等;还可能与致病微生物中的DNA结合,导致DNA结构变性,抑制DNA复制;纳米银还会诱导产生超氧化物自由基和其他活性氧自由基,进而导致细胞的氧化应激、细胞膜损伤;纳米银在含水环境中可以释放银离子,易与一系列带负电荷的分子结合,从而干扰微生物正常的生理过程;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,是一种长效的抗菌剂。