1、幾個(gè)世紀(jì)以來，金屬銀就被廣泛地用于各種疾病的預(yù)防和治療中，特別是在消炎、防感染方面。銀離子具有極強(qiáng)的廣譜抗菌抑菌作用，同時(shí)對(duì)人體細(xì)胞又是低毒副作用。銀離子的抗菌作用主要是與帶負(fù)電荷的細(xì)菌細(xì)胞壁的吸附作用，使細(xì)胞酶失活，破壞細(xì)胞膜透性，最終導(dǎo)致細(xì)菌凋亡或死亡。目前，新型載銀抗菌聚合材料的研究成為了學(xué)術(shù)界和工業(yè)領(lǐng)域極為關(guān)注的課題之一。這種將熱塑性材料與銀的結(jié)合方式使得該材料同時(shí)具備了熱塑性材料的優(yōu)良加工性能和銀固有的抗菌性能。而目前采用的抗

2、菌載銀材料的制備方法存在著或多或少的缺陷，例如耐洗性差、著色性等等。
　　 本課題通過壓力差作用和銀鏡反應(yīng)制備得到具有抗菌性能的中空載銀纖維--銀纖維。初生態(tài)銀粒子被置換出來而附著于纖維中空內(nèi)表面層。通過SEM觀察到銀粒子的尺寸大約為0.1～0.5μm，且均勻地分布于纖維中空內(nèi)表面層中。X-衍射分析觀察到衍射峰只在2θ=38.2°，44.3°和64.5°處出現(xiàn)，這也證實(shí)了銀粒子的存在以及銀粒子的尺寸還沒能大到使其衍射峰出現(xiàn)在2θ

3、=77.4°和81.5°處。而這種尺寸的初生態(tài)銀粒子具有極強(qiáng)的活性而使得該材料具有更強(qiáng)的抗菌性能。
　　 銀離子的釋放是載銀抗菌材料具有抗菌性的最基本條件。本課題制備的中空載銀纖維中的銀離子是通過纖維頭尾兩端釋放。通過對(duì)銀離子釋放試驗(yàn)及其定性分析，研究了影響銀纖維中銀離子釋放的因素，包括釋放時(shí)間、纖維長(zhǎng)度、銀粒子含量以及纖維種類等。隨著時(shí)間的增加，釋放的銀離子濃度逐漸增加并于3天后達(dá)到平衡；當(dāng)纖維重量一定時(shí)，隨著纖維的長(zhǎng)度的增加

4、，纖維根數(shù)減少，即能夠釋放銀離子的頭尾兩端減少，因此銀離子釋放減少；銀離子的釋放量隨著銀粒子含量的增加而增加；不同種類的纖維其吸濕性不同，吸濕性較好的其銀離子釋放量也較多。
　　 作為醫(yī)用材料來說，銀離子濃度是一個(gè)極為重要的參數(shù)。如果銀離子濃度太高，就會(huì)對(duì)人體組織產(chǎn)生影響，如“銀中毒”；如果太低，抗菌作用則受到限制。因此確定銀離子濃度的閥值至關(guān)重要。本課題在Lotka-volterra模型的基礎(chǔ)之上，建立銀離子.細(xì)菌模型，確定了

5、銀離子濃度閥值，y=α/λ其中，α值因菌種不同而不同，本文中金黃色葡萄球菌的α=0.82；λ值則與中空載銀纖維的結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)。這兩個(gè)數(shù)據(jù)均可通過實(shí)驗(yàn)容易獲得，從而計(jì)算得到銀離子濃度閥值。而銀纖維的抗菌性能試驗(yàn)表明銀纖維具有廣譜抗菌性及抗耐藥菌性。影響抗菌效果的因素包括有：外界環(huán)境潮濕與否、纖維量及纖維結(jié)構(gòu)參數(shù)等。當(dāng)銀纖維濃度為37.5μg/ml時(shí)，抗菌效果將達(dá)到90％以上。通過銀纖維處理前后金黃色葡萄球菌和大腸埃希菌的SEM照片可以看出

6、，銀纖維處理后的細(xì)菌膨脹至崩裂，而且還發(fā)現(xiàn)銀纖維對(duì)金黃色葡萄球菌的破壞作用大于大腸埃希菌，這可能是由于它們的細(xì)胞壁組成不同而造成的。
　　 為了探討中空載銀纖維的細(xì)胞安全性，本課題選用了三種傳代人系細(xì)胞株(Vero、Hela和WI-38)和一種原代細(xì)胞(從小兒包皮提取的上皮細(xì)胞)作為試驗(yàn)用人系細(xì)胞株進(jìn)行安全性試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，在銀纖維濃度不超過4mg/ml時(shí)(包括抗菌濃度37.5μg/ml)，銀纖維的加入對(duì)人系細(xì)胞株的存活。而

7、從電鏡圖片觀察到，當(dāng)加入銀纖維達(dá)到4mg/ml時(shí)，細(xì)胞開始出現(xiàn)圓縮、凹陷等現(xiàn)象，這些現(xiàn)象可能是細(xì)胞死亡的一種前兆。
　　 本課題還從免疫學(xué)和衛(wèi)生毒理學(xué)的角度，通過皮膚覆蓋和皮下埋植兩種途徑，檢測(cè)了中空載銀纖維對(duì)豚鼠的免疫水平(包括體液免疫、細(xì)胞免疫和非特異性免疫)和遺傳物質(zhì)的影響，并對(duì)主要器官，如心、肝、脾、肺、腎進(jìn)行病理分析。通過對(duì)銀纖維對(duì)豚鼠的免疫功能和遺傳物質(zhì)的影響的初步研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)皮膚覆蓋或埋植少于0.03g銀纖維時(shí)，對(duì)

8、免疫功能、遺傳物質(zhì)和主要器官都未造成損傷。但是當(dāng)埋植高劑量銀纖維，如0.03g時(shí)，溶血空斑細(xì)胞、循環(huán)免疫復(fù)合物和紅細(xì)胞脆性都受到了影響，且病理切片分析也證實(shí)了埋植0.03g銀纖維后，肝臟和腎臟開始出現(xiàn)病變。
　　 綜上所述，本課題通過壓力差作用和銀鏡反應(yīng)制備得到了抗菌中空載銀纖維，并對(duì)銀纖維的釋放性能、抗菌性、細(xì)胞安全性及豚鼠毒理性進(jìn)行了研究，并得出了相關(guān)結(jié)論，為該材料的實(shí)際應(yīng)用提供了實(shí)驗(yàn)及理論基礎(chǔ)。研究表明，該中空載銀纖維具有

9、很好的抗菌效果，當(dāng)銀纖維濃度達(dá)到37.5μg/ml時(shí)，抗菌效果就已經(jīng)達(dá)到90％以上；當(dāng)銀纖維濃度在4mg/ml范圍內(nèi)時(shí)(包括抑菌濃度37.5μg/ml)，銀纖維的加入對(duì)人系細(xì)胞株的存活和形態(tài)均無影響；而當(dāng)銀纖維覆蓋于豚鼠皮膚或埋植少于0.03g銀纖維于豚鼠皮下時(shí)，銀纖維的加入都不影響豚鼠的免疫功能、遺傳物質(zhì)及器官組織。但是當(dāng)埋植超過0.03g銀纖維后，造成了人系細(xì)胞株及豚鼠機(jī)體的輕微損傷。因此，我們?cè)谑褂眠^程中應(yīng)注意加強(qiáng)對(duì)載銀材料的管理