中国公共卫生  2010, Vol. 26 Issue (11): 1355-1356   PDF    
纳米银/猪皮基质医用敷料抑菌效果评价
景红霞1,2, 黄桂娟1, 鲁双云1, 夏栋林1, 顾海鹰1     
1. 南通大学公共卫生学院生命分析化学研究所, 江苏南通226007;
2. 上海梅山医院病理科
关键词: 医用敷料     纳米银/猪皮基质     抑菌试验     稳定性试验    

纳米银具有良好的抗菌性能,有助于创面的恢复,近年来在医学生物学领域得到广泛应用1, 2。猪皮由于理化特性和结构与人皮肤类似,具有来源广、成本低等优点,作为医用敷料被广泛应用3,但其不具有主动抗感染能力。为探讨使用纳米银与猪皮基质组合制成医用敷料的抑菌效果和稳定性,采用自组装技术4,将纳米银组装到猪皮基质上,制成纳米银/猪皮基质敷料。现将结果报告如下。

1 材料与方法 1.1 主要试剂与仪器

Ⅱ型脱细胞猪皮基质敷料(盐城市华康生物医疗用品有限公司),纳米银/猪皮基质敷料(自制),大肠埃希菌(8099)、金黄色葡萄球菌(ATCC6538)、营养琼脂培养基(江苏省南通市疾病预防控制中心惠赠),其他所用试剂除特别说明均为分析纯。360MC型原子吸收分光光度计(上海第三分析仪器厂),隔水式恒温培养箱(上海华联环境试验设备公司恒昌仪器厂),HS-1300超净工作台(苏州安泰空气技术有限公司),JEM-1230透射电子显微镜(荷兰PHILIPS公司),UV2450紫外分光光度计(日本岛津公司)。

1.2 方法 1.2.1 纳米银/猪皮基质敷料制备

根据本课题组先前的报道4,采用柠檬酸三钠还原硝酸银的方法制备纳米银,通过透射电子显微镜对其粒径进行表征并用紫外吸收分光光度计测定其吸收峰值。利用纳米银和猪皮基质间银氮键、氢键的相互作用,常温下将猪皮基质放在纳米银溶液里,通过键合作用将纳米银组装到猪皮基质上,再用去离子水洗去物理吸附的纳米银即得到纳米银/猪皮基质敷料。

1.2.2 银含量测定

采用原子吸收分光光度法进行测定。(1)银标准溶液制备:取157.40mgAgNO3,加少量双蒸水和3mL的HNO3,全部溶解后定容至100mL,浓度为1mg/mL,避光保存。使用时按要求逐级稀释至所需浓度。(2)样品溶液配制:取实验组(纳米银/猪皮基质敷料)和对照组(猪皮基质敷料)各6片,自然晾干称其重量,用硝酸和高氯酸湿法消化后加0.30mL的HNO3,用双蒸水定容到10mL,摇匀待用。

1.2.3 抑菌试验

(1)样品制备:将纳米银/猪皮基质敷料组和猪皮基质敷料组用打孔器制成直径为5mm的圆形皮片(试验样片),自然晾干待用。整个过程在无菌操作台上进行,保证无菌。(2)菌种浓度调制:将待检菌株大肠埃希菌(8099)、金黄色葡萄球菌(ATCC6538)接种到普通营养琼脂平板,37℃培养16~18h,然后挑取普通营养琼脂平板上的纯培养菌落,悬于3mL生理盐水中,调整浊度与比浊管(0.5麦氏单位)相同。(3)试验菌株接种:用无菌棉拭子蘸取试验菌悬液,在营养琼脂培养基平板表面均匀涂抹3~4次,每涂抹1次平板转动60°,最后将棉拭子沿平板周边绕抹2圈,保证涂抹均匀。(4)抑菌试验:根据消毒技术规范5,每次试验放2个染菌营养琼脂培养基平板,每个平板放试验样片3片,阴性对照样片1片。各样片中心之间相距>24mm,与平板周缘相距>15mm。贴放好后,用无菌镊子轻压样片,使其紧贴于平板表面,盖好平皿,置37℃温箱,培养24h后观察结果。用游标卡尺测量抑菌环直径并记录,抑菌圈直径>12mm判定为有抑菌作用,试验重复4次。

1.2.4 稳定性试验

稳定性试验现在国家没有统一的实验标准,本实验根据邱刚等报道6存放30和60d的纳米银分散性良好,无团聚现象,稳定性较好,选择将一部分纳米银/猪皮基质敷料置于4℃、无菌条件下贮存,45d后重做抑菌实验,观察其抑菌效果,用游标卡尺测量抑菌环直径并记录,抑菌圈直径>12mm判定为抑菌作用稳定,试验重复4次。

1.3 统计分析

采用SPSS 16.0软件进行统计分析。抑菌试验和稳定性试验采用q检验进行比较。

2 结果 2.1 纳米银表征和敷料中银含量的测定

通过透射电子显微镜观察纳米银的直径约为70nm,纳米银紫外吸收光谱的吸收峰在329nm左右,与王元红等7报道的纳米银紫外吸收光谱实验结果一致。火焰原子吸收法测得6片纳米银/猪皮基质敷料的平均银含量为(441.66±46.00)μg/g,通过换算每立方米该敷料的银含量为198mg,6片猪皮基质敷料对照组不含银。

2.2 抑菌性能

纳米银/猪皮基质敷料试验样片,在分别接种大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌的营养琼脂培养基平板上,经37℃24h培养后,试验样片周围可见明显抑菌环,抑菌环直径均>12mm;其中对大肠埃希菌的抑菌环直径平均为(13.10±0.18)mm;对金黄色葡萄球菌的抑菌环直径平均为(12.90±0.21)mm。而猪皮基质敷料无抑菌环出现。表明纳米银/猪皮基质敷料有较好的抑菌性能和效果。

2. 3 抑菌性能稳定性

纳米银/猪皮基质敷料在4℃无菌条件下贮存45d后,重新进行抑菌试验,结果表明,试验样片对2种致病菌的抑菌环直径>12mm,其中对大肠埃希菌的抑菌环直径平均为(12.60±0.17)mm;对金黄色葡萄球菌的抑菌环直径平均为(12.30±0.19)mm。表明纳米银/猪皮基质敷料的稳定性效果较好。

3 讨论

目前国家关于纳米银的生物安全用量仍无统一标准。美国国立职业安全与健康研究所8规定的人体吸入银浓度为0.01mg/m3的物质时对人体不会产生毒性作用,DrakePL报道8皮肤接触的银中大约有10%的银被人体吸收,其中只有2%~4%银进入组织进行代谢,才有可能对人体有毒作用,同时RohJY等报道9纳米银的毒性比银毒性低很多,暴露在浓度为0.5mg/L的纳米银中时对基因的表达无明显毒性作用。由此可知,本研究组制备的纳米银/猪皮基质敷料在纳米银用量方面具有相对较好的生物安全性。

纳米银结构由于其特有的小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应、量子隧道效应等,具有普通金属银所无法比拟的优良抗菌效果。近年来研究表明,银离子对12种革兰阴性菌、8种革兰阳性菌、6种霉菌均有强烈的杀伤作用。纳米银颗粒与病原菌细胞壁/膜结合后,能直接进入菌体,迅速与氧代谢酶的巯基(-SH)结合,使酶失活,阻断呼吸代谢使其窒息而死4, 10, 11, 12

本研究所研制的纳米银/猪皮基质敷料是一种具有较强抑菌作用且性能稳定、生物实用型的生物敷料,具有良好的临床应用前景。

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