納米銀原位復(fù)合殼聚糖薄膜型抗菌敷料研究

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1、http://www.paper.edu.cn納米銀原位復(fù)合殼聚糖薄膜型抗菌敷料研究*許海棠，馬列，高長有高分子合成與功能構(gòu)造教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室浙江大學(xué)高分子科學(xué)與工程學(xué)系，浙江杭州（310027）E-mail：cygao@mail.hz.zj.cn摘要：在殼聚糖薄膜表面吸附銀離子。采用光還原技術(shù)，在薄膜表面原位生成分布均勻的納米銀粒子，構(gòu)建一種殼聚糖/納米銀復(fù)合薄膜。研究了銀離子在殼聚糖薄膜表面的吸附行為，并采用EDAX能譜儀和掃描電子顯微鏡（SEM）對(duì)還原前后的殼聚糖/納米銀薄膜進(jìn)行了表征。采用抑菌圈實(shí)驗(yàn)研究了薄膜

2、的抗菌性能，結(jié)果證明殼聚糖/納米銀復(fù)合薄膜具有良好的抗菌性能。關(guān)鍵詞：殼聚糖，納米銀，抗菌，敷料1.引言皮膚是人體的重要器官，是機(jī)體與外界的天然屏障與溝通的橋梁。皮膚可以避免機(jī)體內(nèi)水分和電解質(zhì)等物質(zhì)的流失，保護(hù)機(jī)體免受外界環(huán)境中的輻射、化學(xué)物質(zhì)、細(xì)菌以及病毒的直接危害。同時(shí)，通過代謝皮膚可以調(diào)節(jié)機(jī)體內(nèi)部水分和其它物質(zhì)的平衡，調(diào)節(jié)人體體溫，并起到感知外界信息的作用。由于燒傷、創(chuàng)傷和皮膚潰瘍等原因,可能導(dǎo)致皮膚組織的大面積缺損。皮膚缺損容易造成細(xì)菌感染、體液流失，并引起各種并發(fā)癥。在進(jìn)行自體皮或其他永久性人工皮膚移植前，

3、臨時(shí)性敷料能有效防止創(chuàng)面感染和脫水,在創(chuàng)面處維持有利于愈合[1]的濕潤環(huán)境，起到創(chuàng)面保護(hù)的作用。近年來，殼聚糖作為一種天然生物材料，被廣泛應(yīng)用于創(chuàng)面敷料、可吸收手術(shù)縫合線、緩釋藥物載體、酶固定、抗凝血?jiǎng)┮约把劭撇牧系阮I(lǐng)域。殼聚糖具有一定的抗菌作用，其基本原理是通過在細(xì)菌體內(nèi)吸附帶陽離子的細(xì)胞質(zhì)，干擾菌體代謝，阻斷細(xì)菌對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的吸[2]收，從而實(shí)現(xiàn)其抗菌作用。然而，殼聚糖的抗菌性受分子量和pH值影響。寡聚糖和低分子量的殼聚糖的抑菌效果較好，隨分子量上升，殼聚糖的抗菌效果逐漸下降。據(jù)研究報(bào)道，殼[3]聚糖對(duì)金屬離子具有

4、較強(qiáng)的鰲合作用。本研究利用殼聚糖對(duì)銀離子的鰲合作用，通過紫外光還原，在殼聚糖薄膜表面原位生成分布均勻的納米銀顆粒，利用殼聚糖和納米銀的協(xié)同抗[4]菌作用，構(gòu)建一種新型的薄膜型抗菌敷料。2.實(shí)驗(yàn)部分2.1試劑及儀器主要試劑：殼聚糖購自浙江玉環(huán)海洋生物有限公司，脫乙酰度>95%，相對(duì)分子質(zhì)量為56.1×10。乙酸、硝酸銀購自杭州化學(xué)試劑廠，分析純，直接使用。大腸桿菌菌株購自杭州天和微生物公司，直接使用。營養(yǎng)肉湯、水解酪蛋白瓊脂（MH瓊脂）培養(yǎng)基購自杭州天和微生物公司，滅菌后使用。實(shí)驗(yàn)儀器：200W紫外燈，紫外－可見吸收光

5、譜儀（UV-2550，Shimadzu），掃描電子顯微鏡（SEM，SIRION），EDAX能譜儀（GENESIS-4000）。2.2殼聚糖薄膜的制備稱取一定量的殼聚糖，將其溶于3%的乙酸溶液中配成2wt%的殼聚糖溶液，用G-2砂心-1-http://www.paper.edu.cn漏斗濾去其中不溶物，得到淡黃色透明粘稠溶液。移取6ml濾液，澆鑄在有機(jī)玻璃模具中，50℃下干燥5h成膜。然后，將澆鑄的薄膜于1M的NaOH溶液中浸泡5min，取出后真空烘箱35℃烘干備用。2.3殼聚糖/納米銀薄膜敷料的制備將殼聚糖薄膜于室溫

6、下浸泡于0.1M硝酸銀溶液中。30min后取出，用氮?dú)獯蹈?。然后，將吸附了硝酸銀的薄膜置于200W紫外燈下照射15min，即可獲得殼聚糖/納米銀薄膜。所制得樣品避光保存。2.4銀離子在殼聚糖薄膜表面的吸附行為將殼聚糖薄膜浸泡在0.1M硝酸銀溶液中，每隔一定的時(shí)間將薄膜取出，用紫外－可見吸收光譜測定硝酸銀溶液在330nm處的吸光度。通過測定吸附不同時(shí)間后硝酸銀溶液的吸光度值，獲得銀離子在殼聚糖薄膜表面的吸附行為及其飽和吸附時(shí)間。2.5殼聚糖/納米銀薄膜表征采用EDAX能譜儀，檢測殼聚糖薄膜中銀的存在。采用掃描電子顯微鏡

7、比較還原前后殼聚糖/納米銀薄膜的形貌。2.6殼聚糖/納米銀薄膜的抗菌性能評(píng)價(jià)采用細(xì)菌培養(yǎng)液擴(kuò)增菌株，并制備MH培養(yǎng)板備用。采用常規(guī)抑菌圈法表征敷料的抗菌性能。用消毒棉棒蘸取一些大腸桿菌懸液，均勻涂在預(yù)先準(zhǔn)備好的MH瓊脂板上，每次轉(zhuǎn)動(dòng)培養(yǎng)皿60°，重復(fù)4次，最后再在培養(yǎng)盤四周刮涂3次，以保證涂菌均勻。將含菌的培養(yǎng)皿靜置5min左右，使得所有懸液均被瓊脂吸收。再將經(jīng)過消毒處理的含納米銀殼聚糖薄膜及其對(duì)照樣貼在MH瓊脂板上。每個(gè)樣品的間距大于20mm，且樣品離培養(yǎng)盤邊界亦需大于15mm。將培養(yǎng)盤置于37℃的恒溫?fù)u床內(nèi)培養(yǎng)，

8、隔一定時(shí)間觀察抑菌圈的大小，以評(píng)價(jià)樣品的抗菌性能。3.結(jié)果與討論3.1殼聚糖/納米銀薄膜表征圖1是硝酸銀溶液的吸光度值隨殼聚糖薄膜浸泡時(shí)間的變化曲線。由圖可見，隨著殼聚糖薄膜在硝酸銀溶液中浸泡時(shí)間的延長，硝酸銀溶液中的銀離子濃度逐漸降低，并呈現(xiàn)一個(gè)先快后慢的變化規(guī)律。當(dāng)殼聚糖薄膜的浸泡時(shí)間延長至30分鐘左右，進(jìn)一步延長浸泡時(shí)間對(duì)硝酸銀溶液的吸光