添加三种锐钛型纳米二氧化钛对硅橡胶体外抗菌性的影响

纳米二氧化钛的抗菌机制及临床应用
邓益;陈涛;王倩;梁华平
【期刊名称】《中国中西医结合急救杂志》
【年(卷),期】2024(31)1
【摘要】险随着越来越多的侵人性操作应用于重症监护病房(ICU),如使用气管导管、留置导尿管、中心静脉导管等,不可避免地增加了患者感染的风险。

制备抗菌涂层
是解决这类感染的有效办法。

抗菌涂层可以有效阻止植入材料表面生物膜的形成,
如银纳米粒子涂层、氧化锌涂层、甲基蓝涂层、抗微生物肽涂层、纳米二氧化钛(TiO_(2))涂层等。

TiO_(2)作为一种光催化剂,具有良好的光催化和抗菌活性,无毒性和生物相容性,强大的物理化学稳定性和持久的抗菌性能,有很高的研究价值。

现就TiO2的杀菌机制和临床应用方面的研究进展进行总结,以期为临床提供参考。

【总页数】3页(P126-128)
【作者】邓益;陈涛;王倩;梁华平
【作者单位】遵义医科大学附属医院重症医学科;陆军军医大学陆军特色医学中心
战伤感染与特需药品研究室
【正文语种】中文
【中图分类】TG1
【相关文献】
1.光催化纳米二氧化钛材料的抗菌机制及其影响因素
2.纳米二氧化钛光催化抗菌剂的开发与应用进展
3.载银纳米二氧化钛在抗菌塑料中的应用研究进展
4.抗菌-超疏
水性载银纳米二氧化钛-聚氨酯复合纤维素纸膜制备及油水乳化液分离的应用5.纳米二氧化钛抗菌应用及性能改善研究
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收稿日期：2021-08-12；修订日期：2021-11-16作者信息：杜秀明，E-mail：**********。

*周庆云，E-mail：**********采用体外染色体畸变试验检测锐钛型纳米二氧化钛的遗传毒性杜秀明1，2，洪丽玲1，2，徐灵芝1，2，周庆云1，2，* (1．上海化工研究院有限公司，上海200062；2．上海化工院检测有限公司，上海200062)In vitro chromosome aberrationevaluation of anatase titaniumdioxide nanoparticlesDU Xiuming1,2,HONG Liling1,2,XU Lingzhi1,2,ZHOU Qingyun1,2,*(1.Testing Center,Shanghai Research Institute of Chemical IndustryCo.,Ltd.,Shanghai200062；2.Shanghai Institute of ChemicalIndustry Testing Co.,Ltd.,Shanghai200062,China)【摘要】目的：按《OECD化学品测试准则473：体外哺乳动物染色体畸变测试》的要求进行试验，检测锐钛型纳米二氧化钛诱发体外培养的哺乳动物细胞染色体畸变的能力，以评价其是否属于致突变物。

方法：试验组受试物终浓度分别设置为0.0078、0.0312、0.125、0.5和2mg/mL，同时设立溶剂对照组和阳性对照组。

试验分为有代谢活化系统短时处理组(+S9，4h)、无代谢活化系统短时处理组(-S9，4h)和无代谢活化系统连续处理组(-S9，24h)3种处理方式，将培养的中国仓鼠肺细胞(CHL)暴露于锐钛型纳米二氧化钛混悬液中，染毒相应时间后收获细胞，经低渗固定后，制片并染色。

每个浓度组选取300个分散良好的中期分裂相细胞进行染色体畸变分析。

27粉互相填充、粘结相饱和聚酯树脂与聚氨酯树脂复配以及附着力促进剂的添加达到的效果。

通过扫描电镜对银浆涂层与不同承印基材的截面形貌进行表征也验证了这点。

综上，自制低温导电银浆实现了对不同承印基材的高适应性。

【参考文献】[1]王宏宇．有机薄膜卷对卷印刷工艺[J ]．印刷杂志，2013（4）．[2]李荣荣，赵晋金等．柔性薄膜太阳能电池的研究进展[J]．硅酸盐学报，2014（7）.[3]熊娜娜，王悦辉，李晶泽．纳米银填充导电浆料的研究进展[J]．稀有金属材料与工程，2015（44）.[4]李军．低温固化导电银浆的研制[J ].佛山陶瓷，2016（9）．1 引言由于钛及其合金具有较高的耐腐蚀性和较好的生物相容性，因此被广泛应于各生物材料领域，尤其是应用钛及其合金替代植入体内的硬组织，如关节替代品、牙植入品、各骨制品等[1-2]。

但是，由于钛及其合金替代植入体，由于其与骨组织融合不佳，易形成一层纤维层，使载荷传递受阻，植入失败。

而且由于纤维层和植入体表面的菌斑，易使植入体感染，且难以治愈。

所以提高植入体的长效抗菌及成骨活性，对其生物特征和实践应用具有重要意义[3-4]。

研究通过溅射、氧化和水热处理等化学、物理方法，载入Sr、Ag 等生物活性元素覆盖在纳米管壁上，模仿类似自然骨的多极结构，具有较好的生物活性的涂层[5-6]，提高抗菌性。

2 纳米管阵列的制备2.1 制备过程（1）首先，用磁控溅射法，在纯肽表面覆一层肽银薄膜。

（2）其次，再应用阳极氧化处理肽银薄膜，得到NT-Ag。

（3）然后，用Sr（OH）2溶液水热处理，得到NT-Sr-Ag。

（4）表征分析。

利用显微镜纳米管陈列进行表征分析微观形状，物相组成等。

（5）抗菌性分析。

应用离子释放动力学检验不同类样本表面长效抗菌性。

2.2 实验步骤2.2.1材料准备纯肽基材制作：用10mm 大小的纯肽方片作为材料[7]，先在无水乙醇、丙酮、去离子水中超声清洗，干燥后备用。

納米二氧化钛光催化技术介绍纳米光催化采用二氧化钛(TiO2)半导体的效应，激活材料表面吸附氧和水分，产生活性氢氧自由基（OH.）和超氧阴离子自由基（O2-），从而转化为一种具有安全化学能的活性物质，起到矿化降解环境污染物和抑菌杀菌的作用。

纳米二氧化钛(TiO2)光催化利用自然光即可催化分解细菌和污染物，具有高催化活性、良好的化学稳定性、无二次污染、无刺激性、安全无毒等特点，且能长期有益于生态自然环境，是最具有开发前景的绿色环保催化剂之一。

无毒害的纳米TiO2催化材料，充分发挥抗菌、降解有机污染物、除臭、自净化的功能，这类环保型功能材料实施方便、应用性强，能实用到生活空间的多种场合，发挥其多功能效应，成为我们生活环境中起长期净化作用的环保材料。

光催化原理- 什么是光催化光催化[Photocatalyst]是光 [Photo=Light] +催化剂[catalyst]的合成词。

主要成分是二氧化钛（TiO2），二氧化钛本身无毒无害，已广泛用于食品，医药，化妆品等各种领域。

光催化在光的照射下会产生类似光合作用的光催化反应(氧化－还原反应,产生出氧化能力极强的自由氢氧基和活性氧，这些产物可杀灭细菌和分解有机污染物。

并且把有机污染物分解成无污染的水(H2O)和二氧化碳(CO2),同时它具有杀菌、除臭、防污、亲水、防紫外线等功能。

光催化在微弱的光线下也能做反应，若在紫外线的照射下，光催化的活性会加强。

近来, 光催化被誉为未来产业之一的纳米技术产品。

- 光催化反应原理TiO2当吸收光能量之后，价带中的电子就会被激发到导带，形成带负电的高活性电子e-,同时在价带上产生带正电的空穴h+。

在电场的作用下，电子与空穴发生分离，迁移到粒子表面的不同位置。

热力学理论表明，分布在表面的h+可以将吸附在TiO2表面OH-和H2O分子氧化成(OH.)自由基,而OH.自由基的氧化能力是水体中存在的氧化剂中最强的，能氧化并分解各种有机污染物（甲醛、苯、TVOC等）和细菌及部分无机污染物（氨、NOX等），并将最终降解为CO2、H2O等无害物质。

二氧化钛的杀菌原理二氧化钛是一种常用的光催化剂，它具有优秀的杀菌性能和稳定的化学性质。

其杀菌原理主要包含以下几个方面：1.物理屏障作用二氧化钛的纳米级颗粒大小使其具有很好的分散性和附着性，能够紧密地附着在物体表面，形成一层致密的物理屏障。

这种物理屏障可以阻碍细菌、病毒等微生物的生长和繁殖，从而起到杀菌的作用。

2.活性氧产生二氧化钛在光照条件下具有光催化活性，能够吸收阳光中的紫外线，并激发电子-空穴对。

这些电子-空穴对可以与空气中的水分子和氧气发生反应，产生具有强氧化性的活性氧，如羟基自由基（·OH）和超氧离子（O2-）。

这些活性氧能够破坏细菌细胞膜和细胞壁，进而杀死细菌。

3.紫外线吸收二氧化钛具有宽广的光谱吸收范围，可以吸收可见光和紫外线。

其中，二氧化钛对紫外线的吸收能力较强，能够有效地利用紫外线进行杀菌。

紫外线具有较高的能量，能够破坏细菌的DNA和RNA等遗传物质，从而抑制其生长和繁殖。

4.生物活性二氧化钛本身具有生物活性，能够与生物体产生相互作用。

在人体内，二氧化钛可以作为一种免疫调节剂，刺激机体的免疫反应，增强抵抗力。

此外，二氧化钛还可以与细菌产生特异性结合，破坏其细胞膜和细胞壁，杀死细菌。

5.化学反应二氧化钛可以与某些化学物质发生反应，产生具有杀菌作用的化学物质。

例如，在水中，二氧化钛可以与水中的氢离子（H+）发生反应，生成氢氧根离子（OH-）和过氧化氢（H2O2）。

氢氧根离子和过氧化氢都具有强氧化性，能够破坏细菌的细胞膜和细胞壁，杀死细菌。

综上所述，二氧化钛的杀菌原理是多方面的，包括物理屏障作用、活性氧产生、紫外线吸收、生物活性和化学反应等多个方面。

这些作用相互协同，使得二氧化钛在杀菌方面具有高效、广谱、安全、环保等优势。

纳米二氧化钛是白色疏松粉末，屏蔽紫外线作用强，有良好的分散性和耐候性。

还具有很高的化学稳定性、热稳定性、超亲水性、非迁移性，所以被广泛应用于抗紫外材料、纺织、光催化触媒、自洁玻璃、防晒霜、涂料、油墨、食品包装材料、造纸工业、航天工业、锂电池等。

01杀菌功能在光线中紫外线的作用下长久杀菌。

实验证明，以0.1mg/cm3浓度的锐钛型纳米二氧化钛可彻底地杀死恶性海拉细胞，而且随着超氧化物歧化酶(SOD)添加量的增多，二氧化钛光催化杀死癌细胞的效率也会提高。

对枯草杆菌黑色变种芽孢、绿脓杆菌、大肠杆菌、金色葡萄球菌、沙门氏菌、牙枝菌和曲霉的杀灭率均达到98%以上；用二氧化钛光催化氧化深度处理自来水，可大大减少水中的细菌数；在涂料中添加纳米二氧化钛可以制造出杀菌、防污、除臭、自洁的抗菌防污涂料，应用于医院病房、手术室及家庭卫生间等细菌密集、易繁殖的场所，防止感染、除臭除味。

02光催化功能在日光或灯光中紫外线的作用下使二氧化钛激活并生成具有高催化活性的游离基，能产生很强的光氧化及还原能力，可催化、光解附着于物体表面的各种甲醛等有机物及部分无机物。

03自清洁功能纳米二氧化钛具有很强的“超亲水性”，在它的表面不易形成水珠，而且纳米二氧化钛在可见光照射下可以对碳氢化合物作用。

利用这样一个效应可以在玻璃、陶瓷和瓷砖的表面涂上一层纳米二氧化钛薄层，利用氧化钛的光催化反应就可以把吸附在氧化钛表面的有机污染物分解为二氧化碳和氧气，同剩余的无机物一起可被雨水冲刷干净，从而实现自清洁功能。

日本东京已有人在实验室研制成功自洁瓷砖，这种新产品的表面上有一薄层纳米二氧化钛，任何粘污在表面上的物质，包括油污、细菌在光的照射下，由于纳米二氧化钛的催化作用，可以使这些碳氢化合物物质进一步氧化变成气体或者很容易被擦掉的物质。

纳米二氧化钛光催化作用使得高层建筑的玻璃、厨房容易粘污的瓷砖、汽车后视镜及前窗玻璃的保洁都可很容易地进行。

锐钛型纳米二氧化钛的晶型锐钛型纳米二氧化钛的晶型一、引言锐钛型纳米二氧化钛是一种重要的半导体材料，具有广泛的应用前景。

其晶型结构对其性质和应用起着至关重要的作用。

本文将从锐钛型纳米二氧化钛晶型的概念、结构特征、制备方法、性质及应用等方面进行详细介绍。

二、概念锐钛型纳米二氧化钛是指以锐钛矿相为主要组成部分的纳米尺度二氧化钛材料。

三、结构特征1. 锐钛矿相结构锐钛矿相是一种六方最密堆积结构，空间群为P3m1，晶胞参数a=4.593Å，c=2.958Å。

在该结构中，Ti原子处于八面体配位状态，O原子处于四面体配位状态。

2. 纳米尺度效应由于其尺寸小于晶格常数，在纳米尺度下会出现量子限制效应和表面效应，导致其性质发生变化。

3. 晶粒大小和形貌制备方法不同会导致晶粒大小和形貌的差异，常见的形貌有球形、棒状、片状等。

四、制备方法1. 水热法将钛源和氢氧化物在高温高压下反应制备。

2. 溶胶-凝胶法将钛源和溶胶剂混合后，在一定条件下进行水解、缩聚反应制备。

3. 气相沉积法利用化学气相沉积或物理气相沉积方法制备。

五、性质1. 光催化性能锐钛型纳米二氧化钛具有良好的光催化性能，可用于水处理、空气净化等领域。

2. 电子传输性能锐钛型纳米二氧化钛具有优异的电子传输性能，可用于太阳能电池等领域。

3. 光学性质锐钛型纳米二氧化钛具有较高的折射率和透明度，可用于涂料、玻璃等领域。

六、应用1. 环境治理领域锐钛型纳米二氧化钛可用于水处理、空气净化等环境治理领域。

2. 能源领域锐钛型纳米二氧化钛可用于太阳能电池、光催化分解水等领域。

3. 生物医学领域锐钛型纳米二氧化钛可用于药物传输、生物成像等生物医学领域。

七、结论锐钛型纳米二氧化钛是一种重要的半导体材料，其晶型结构对其性质和应用起着至关重要的作用。

通过不同的制备方法可以得到不同形貌和大小的晶粒，具有良好的光催化性能、电子传输性能和光学性质，可广泛应用于环境治理、能源和生物医学等领域。