含纳米银的抗菌凝胶和敷料的制备与表征

含纳米银的抗菌凝胶和敷料的制备与表征纳米银通常指粒径小于的金属银单质。由于纳米银的表面效应同等浓度下其抑菌能力要明显好于大颗粒的银单质。此外,纳米尺度的银单质比银离子具有更好的抑菌效果。在医疗领域使用的过程中,银单质不会像抗生素那样,会因为细菌的耐药性而导致药效丧失。正因如此,纳米银在医疗卫生领域的应用成为了近年来研究的热点。目前,已有纳米银抗菌纤维、纳米银抗菌凝胶和纳米银抗菌敷料等医疗产品相继问世。其应用范围包括了痤疮、前列腺炎、癣、妇科疾病以及烧伤、创伤等的治疗。但有研究对当今中国市场上销售的纳米银医疗产品的体外细胞毒性进行了评测,结果发现绝大多数的含纳米银医疗器械产品都具有ni级及以上的细胞毒性生物相容性较差。对此,本研究的目的是制备出具有较低细胞毒性且具有一定抑菌能力的纳米银医疗产品,其中主要研究方向为纳米银凝胶,次要研究方向为纳米银敷料。凝胶和敷料可用于皮肤n度烧伤中体液渗出期的治疗。这主要得益于凝胶和敷料的以下六个特性：①具有良好的生物相容性；②能吸收创面的渗出液；③能保持创面的湿润从而促进肉芽组织的生长和伤口的愈合;④具有抑菌活性并能阻止外部细菌所带来的感染;⑤能较好地黏附在创面上;⑥具有一定的机械强度。在皮肤n度烧伤的体液渗出期中创面会分泌出大量的体液,临床上除了输液以补充丢失的体液外,还需要及时清理分泌出的体液,因为在潮湿的环境下,富有营养物质的分泌物会孳生大量细菌,从而导致创面的感染,进而影响创口的恢复甚至患者的生命安全。另外,创面由于没有皮肤的保护,用药时,药物的有效成分和其他分子量较小的成分都会随着受损的皮肤进入创口的细胞和人体的血液循环。如果药物的成分中有较高细胞毒性的成分,则在治疗的同时,会对患者造成二次伤害。因此,制备出一种有效抗感染且具有良好生物相容性的凝胶和敷料,对于患者的预后和转归将大有裨益。通常含纳米银的凝胶和敷料的细胞毒性来源主要有两方面：一是纳米银,二是凝胶和敷料本身的基质。对于同一浓度的纳米银来说,纳米银的尺寸越小,其抑菌能力也越强,但同时其体外细胞毒性也越大。与前面类似,纳米银的浓度越高,其抑菌能力也越强,同时其体外细胞毒性也越大。所以在本研究中,采用了光引发法制备纳米银,并使用泊洛沙姆40作7为分散剂,使其纳米银尺寸处于一个中等的水平,以均衡其抑菌能力与体外细胞毒性水平。对于凝胶和敷料的基质来说,交联剂（如戊二醛）的引入常是其体外细胞毒性的主要来源。所以本研究采用了物理交联法,通过静电作用、氢键作用和分子链的相互缠绕等物理作用,形成具有三维网络结构的凝胶和敷料。从而避免了有毒交联剂的使用带来的毒性增大的问题。本研究以壳聚糖作为凝胶的主要基质因为壳聚糖具有以下特性：①通过调节的方式可以形成凝胶；②壳聚糖为天然高分子几丁质经脱乙酰化后形成的材料来源广泛且在自然条件下可降解；③壳聚糖本身具有一定的抑菌能力。此外,通过在基质中添加泊洛沙姆407使得,基质具有更好地吸收水分的能力。本研究通过光引发法制备纳米银并对其进行了紫外可见吸收光谱试验、射线粉末衍射试验以及扫描电镜试验以分别分析纳米银溶液的吸收光谱特性、纳米银颗粒的物性和纳米银颗粒的微观形貌。通过物理交联法制备含纳米银的凝胶和敷料并对凝胶进行了测试、溶胀率试验、扫描电镜试验、粘度测试、抑菌圈试验以及体外细胞毒性试验,以分别分析其酸碱特性、吸水能力、微观形貌、粘度大小、抑菌能力以及生物相容性；对敷料进行了扫描电镜试验、拉力测试、溶胀率试验以及抑菌圈试验,以分别分析其微观形貌、力学特性、吸水能力以及抑菌能力。在制备纳米银时,本研究在蒸馏水和超纯水两种溶剂中,各分别加入聚乙烯吡咯烷酮和泊洛沙姆两种分散剂对纳米银进行分散即制备了蒸馏水V蒸馏水泊洛沙姆、超纯水V超纯水泊洛沙姆四组样品。将以上四组样品分别进行了紫外可见吸收光谱测试,结果显示,四组样品的最大吸光度所对应的波长即最大吸收波长分别为、、和。由于最大吸收波长与纳米银的平均粒径呈正比,所以以上结果表明了泊洛沙姆-超纯水组的平均粒径最小。同时以上结果表明,在同种溶剂中,泊洛沙姆相比于具有更好地减小纳米银平均粒径的作用；在同种分散剂中在超纯水中制备出的纳米银的平均粒径要比在蒸馏水中的小。根据相关文献的报道当最大吸收波长为左右时所对应的纳米银平均粒径为粒径大小中等因此本研究选取了平均粒径更小的超纯水组进行了扫描电镜试验。通过扫描电镜测试,证实了超纯水-泊洛沙姆组的平均粒径（粒径分布为要比超纯水组粒径分布为的小同时也表明了超纯水泊洛沙姆组相比于超纯水组具有更窄的粒径分布。最后,为了证实所制备的颗粒为纳米银,本研究对超纯水-泊洛沙姆组制备的样品进行了射线粉末衍射试验。根据射线粉末衍射图谱通过软件与图谱库中的图谱进行配对,结果证实了所制备的样品为纳米银。在制备纳米银凝胶时根据M的纳米银浓度梯度制备了六组纳米银凝胶样品,并分别进行了抑菌圈试验与体外细胞毒性试验。抑菌圈试验结果表明、、M的三组对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌都具有一定的抑制能力且其抑菌能力无明显差异,此外,随着浓度的上升,纳米银的抑菌能力也有明显的上升。而到、M的浓度时抑菌圈的大小无明显差异。另外无论哪个纳米银浓度梯度的凝胶样品,其对金黄色葡萄球菌的抑制效果均好于对大肠杆菌的抑制。体外细胞毒性试验结果表明纳米银浓度为、、M的三组均具有级的细胞毒性分级相对增值率介于和分别为、、而纳米银浓度为、、44的三组均具有级的细胞毒性分级相对增值率介于和分别为、、。通过平衡抑菌能力和体外细胞毒性本研究选取了纳米银浓度为4样品配方作为最优配方。为了试验泊洛沙姆的加入对凝胶特性的影响别接下来分别制备了壳聚糖凝胶和壳聚糖-泊洛沙姆干凝胶别并进行了扫描电镜试验和溶胀率试验。扫描电镜试验结果表明别壳聚糖干凝胶的断面较为平滑平整别而壳聚糖-泊洛沙姆干凝胶的断面具有较多孔洞结构且孔洞大小小于4m由此可知别在壳聚糖的凝胶体系中别泊洛沙姆的引入会改变凝胶内部的微观结构别使其变得更蓬松。因此我们推测别泊洛沙姆分子与壳聚糖分子的相互作用别会促使孔洞的形成。另外别根据壳聚糖与壳聚糖-泊洛沙姆的扫描电镜图片别可大致判断别壳聚糖-泊洛沙姆凝胶的溶胀性要比壳聚糖凝胶的溶胀性好。溶胀率试验的结果证实了别无论在溶液或者生理盐水溶液中壳聚糖泊洛沙姆凝胶的吸水能力均比壳聚糖凝胶要好。最后将壳聚糖泊洛沙姆凝胶样品分别进行了测试与粘度测试。测试结果表明凝胶的在之间呈弱酸性适合创口弱酸性的环境。粘度测试结果表明当转子转速为时粘度为-粘度适中,且随着转子转速的增加,凝胶的表观粘度越来越小。且转子速度越大,爬杆效应越明显粘因此所制备的凝胶为非牛顿流体。在制备纳米银敷料时粘为了试验泊洛沙姆含量与甘油含量对壳聚糖-泊洛沙姆敷料吸水能力与力学性能的影响粘本研究以泊洛沙姆浓度和甘油浓度作为变量分别制备了泊洛沙姆浓度为％。、％。、％。、％。和％。的五组和甘油浓度为％4、%6、%8%和10的%五组粘并分别进行了溶胀率试验和拉力测试（包括拉伸强度和断裂伸长率。溶胀率试验结果表明经过小时的浸泡后在溶液中％。与%。泊洛沙姆组和甘油组具有更好地吸水能力最大溶胀率分别可超过0和；而在生理盐水溶液中％。泊洛沙姆组和甘油组具有更好的吸水能力粘最大溶胀率分别可超过10和0%130。%在拉力测试中所制备的敷料的拉伸强度在％。〜％。的浓度范围内与泊洛沙姆含量成正比粘而在2%-的1浓0%度范围内与甘油含量成反比。与拉伸强度不同敷料的断裂伸长率在％。的泊洛沙姆浓度时达到最大而在〜的浓度范围内与甘油浓度含量成正比。此外粘为了测试泊洛沙姆的添加是否会对敷料的微观结构产生影响粘本研究还选取了泊洛沙姆的组样品进行了测试。结果发现在敷料的断面测试中泊洛沙姆的加入会使凝胶断面出现孔洞孔洞的最大直径小于Mm通过观察敷料的微观结构,也直观解释了溶胀率试验中添加泊洛沙姆组的吸水特性要好于不添加泊洛沙姆组这一现象。最后,为了测试泊洛沙姆的添加是否会对敷料的抑菌