專利名稱：一種天然有機基質(zhì)——無機納米銀復(fù)合抗菌材料及其產(chǎn)業(yè)化制作工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種天然有機基質(zhì)的抗菌材料，更特別的是指一種天然有機基質(zhì)——無機納米銀復(fù)合抗菌材料及其產(chǎn)業(yè)化制作工藝。
背景技術(shù)：
古今中外，在人類對自然界的認(rèn)識還處于天園地方的時期，人類對銀還沒有科學(xué)的認(rèn)識，只是依憑日常生活中頻繁接觸和使用各種銀幣、銀制品而產(chǎn)生直觀的、感性的認(rèn)識時期，就廣泛地使用銀器、銀箔來治病療傷，甚至用作保健藥物。在生活中銀常用于水和食物的保鮮防腐，在戰(zhàn)爭中用于療傷愈創(chuàng)。
銀是比較穩(wěn)定的物質(zhì)，基本上不溶于水，且本身的殺菌力不強。已知游離的銀離子或者銀基團才是殺滅致病菌的活性因子。而Ag+是不能單獨存在于客觀世界的帶電粒子，要利用它就必須從某個制劑中釋出Ag+才可起作用。于是發(fā)展了硝酸銀和磺胺嘧啶銀等制劑。但硝酸根和SD基團會帶一系列的毒副作用，如口服硝酸銀溶液會引起嚴(yán)重的腸損傷，磺胺嘧啶銀中的磺胺嘧啶成分會引起局部和系統(tǒng)(例如骨髓)損傷。
隨著納米技術(shù)的發(fā)展，給貴金屬銀的開發(fā)帶來了新的空間。納米材料是指粒徑在1～100納米之間的具有特殊物理化學(xué)性能的材料。由于納米粒子具有量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)等特殊效應(yīng)，從而賦予了納米材料的不同于常規(guī)的物理化學(xué)性能。
下面是與本發(fā)明相關(guān)的銀質(zhì)抗菌物料及載體材料的背景技術(shù)介紹。
1、公開號為CN1128188A的中國專利申請，公開了尺寸可控納米銀的制備方法。其將0.1M～8M的AgNO3溶液進(jìn)行活化后加入濃氨水后再加入H2O2溶液，將生成的沉淀抽濾、洗滌、烘干即得銀白色的納米級銀粉。該專利申請雖未說明有還原反應(yīng)，但其所用原料為AgNO3(Ag+)而成品為納米級純銀粉(Ag0)，其抑菌功能不明顯的。
2、公開號為CN1266761A的中國專利申請，公開了一種納米級銀粉的制備方法，將[Ag(NH3)2]+水溶液加入還原劑、保護(hù)劑，將[Ag(NH3)2]+還原成納米級銀粉。將濾出的Ag粉浸入鈍化劑油酸中，而后濾出Ag粉，真空干燥即得納米級Ag粉。其產(chǎn)品為純Ag粉，不含氧化銀。產(chǎn)品的抑菌功能是不明顯的。
3、“華東理工大學(xué)學(xué)報”1995.21(4)發(fā)表了宋濤等的文章“高分子保護(hù)化學(xué)還原法制備納米銀粉”。其以聚乙烯吡咯酮為高分子保護(hù)劑，水合肼為還原劑，在水溶液中制備了粒徑為30～100納米的球型銀粉。該產(chǎn)品為不含Ag2O的純銀粉，其抑菌功能不明顯。
4、日本專利昭54-151669公開了一種殺菌布，用含Cu、Ag粉(平均粒徑～6微米)的樹脂混懸液處理紗線，使混懸液均勻涂附在紗線的表面，干澡后再織成殺菌布，此產(chǎn)品用作膠靴襯里、帆布鞋和襪子。
5、日本專利平-136649公開了將聚丙烯腈織物(腈綸)在AgNO3、水溶液中浸煮，Ag+與腈綸纖維之間形成配位鍵，使Ag+附著在腈綸織物上，產(chǎn)品用于擦拭奶牛乳房，以預(yù)防奶牛乳房炎。
6、專利號為ZL92109288.1的中國發(fā)明專利“長效廣譜抗菌織物的制造方法”公開了一種只含元素銀的抗菌織物的制造方法。其特征在于所述的織物僅附著有超細(xì)粒元素銀。超細(xì)粒元素銀的載體為紡織物。
7、專利號為ZL94118576.1的中國發(fā)明專利“長效廣譜抗菌顆粒及其制品的制作方法”，公開了將燈心草科植物燈心草莖髓的顆粒經(jīng)化學(xué)和物理處理，使超細(xì)粒的銀牢固地附著在顆粒的表面。此種長效廣譜抗菌顆粒，其特征在于燈心草莖髓表面附有超細(xì)粒的元素銀。適于做牙刷的抗菌保潔器，婦女陰部沖洗器的抗菌物料及淺表性創(chuàng)面的抗菌止血粉粒劑。
8、專利公開號為CN1322474A的中國專利申請“防集聚廣譜抗菌納米銀微粉及產(chǎn)業(yè)化制作工藝?！惫_了制作工藝中使用防集聚劑(分散劑)的防集聚技術(shù)?？煞乐购蜏p少在銀質(zhì)納米粒子形成的瞬間，這些新生的活性極強的銀質(zhì)粒子相互碰撞而發(fā)生集聚作用，有效地提高了納米級粒徑1～100納米銀質(zhì)粒子的產(chǎn)出率，此納米銀粒子的表層為Ag2O，核心為元素銀，此發(fā)明選用的載體為燈心草科植物燈心草的干燥莖髓。產(chǎn)品有顯著的抗菌功能。
9、美國專利產(chǎn)品Acticoat系Dr.Bwvrell以納米銀晶體技術(shù)采用氣相沉積鍍層技術(shù)將元素銀以平面層的形式鍍在聚乙烯的平面網(wǎng)狀織物上，而開發(fā)出用于治療傷口感染、燒燙傷和慢性創(chuàng)傷的產(chǎn)品Acticoat.其鍍銀層為100％的元素銀，不含Ag2O。
10、美國專利6087549公開了一種將三維立體結(jié)構(gòu)的聚酰胺織物浸入涂料溶液中，而后進(jìn)行自身催化無電化學(xué)的還原、氧化反應(yīng)將銀鍍在織物上。此銀層的組成為99％的元素銀和1％的Ag2O。該產(chǎn)品以100％的Ag+方式釋出，商品名為silverlon可用作治療傷口感染、燒燙傷的敷料。
千百年前人類就知道用銀箔、銀器皿來治病療傷和防腐保鮮，直到一百多年前人類對銀的不斷探索，才發(fā)現(xiàn)銀離子Ag+所具有的抑菌功能才是銀能治病療傷、防腐保鮮的根本原因。又經(jīng)歷了近百年的研究開發(fā)才完成了AgNO3→蛋白銀→AgSD這個用于抑菌的銀制劑系列的更新發(fā)展的過程。隨著科學(xué)的進(jìn)步和發(fā)展，同時也縮短了科學(xué)技術(shù)更新替代的周期。自從20世紀(jì)九十年納米技術(shù)的興起和迅猛發(fā)展，銀的抑菌抗感染領(lǐng)域的開發(fā)進(jìn)入了新的階段。僅經(jīng)歷了十余年的時間，各種銀質(zhì)納米粒子的制作及其在抑菌抗感染領(lǐng)域中的應(yīng)用，得到了空前的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明產(chǎn)品為一種在天然有機載體上載附有無機納米銀復(fù)合抗菌材料，其實質(zhì)是用一種特定的天然多孔結(jié)構(gòu)植物纖維材料——山茱萸科植物青莢葉干燥莖髓顆粒作為載體，在此載體上載附著復(fù)合型(Ag+Ag2O)納米銀。因此在觀察、對比與本發(fā)明相關(guān)的已知技術(shù)時，當(dāng)從涉及以銀為抗菌物料及其制作方法，以及是否采用載體或使用載體的種類及其優(yōu)劣。此外，該產(chǎn)品在特定的抗感染領(lǐng)域功能是否顯示納米材料的優(yōu)異性能等方面來比較、判別。
本發(fā)明的目的之二是提供一種能防止活性極強的銀質(zhì)超微粒子之間發(fā)生集聚的工藝。
本發(fā)明的目的之三是提供一種天然有機基質(zhì)的納米銀復(fù)合抗菌材料的產(chǎn)業(yè)化制作工藝。
本發(fā)明的這些以及其它目的將通過下列詳細(xì)說明和描述來進(jìn)一步闡述。
一種天然有機基質(zhì)——無機納米銀復(fù)合抗菌材料，是在天然植物莖髓孔體的纖維元間與纖維元上牢固而均勻載附有超細(xì)粒銀質(zhì)粒子，其粒徑為1～100納米，該超細(xì)粒銀質(zhì)粒子的表層為2～8納米的氧化銀，核心為元素銀。
所述的抗菌材料，是在天然植物莖髓孔的纖維元間與纖維元上附著的納米銀的銀含量為0.5～200毫克/克，氧化銀占總銀量為10～60％。
所述的抗菌材料，以離子表面活性劑作穩(wěn)定劑而達(dá)到防集聚作用，使產(chǎn)品中的超細(xì)粒銀質(zhì)粒子～80％的粒徑在25～30納米。
所述的抗菌材料，其天然植物莖髓孔材料為多孔性的天然山茱萸科植物青莢葉。
一種天然有機基質(zhì)——無機納米銀復(fù)合抗菌材料的產(chǎn)業(yè)化制作工藝，制作工藝步驟是第一步選取載體材料并進(jìn)行真空處理；將載體粉碎為Ф1～3mm大小的顆粒，采用常規(guī)的極性溶劑(水)和弱極性溶劑(乙醇)，加熱或室溫浸泡萃取溶除載體中原有的溶質(zhì)成份，經(jīng)多次洗滌后，真空干燥；第二步配制藥劑A和藥劑B；第三步在浸漬裝置中進(jìn)行藥劑浸漬、增壓均質(zhì)；將第一步處理后的載體，放入浸漬裝置中并采用噴射機將藥液噴射到載體上，經(jīng)攪拌、增壓、均質(zhì)，使混合的藥劑均勻地載附在載體上，然后取出，再放入到反應(yīng)釜中進(jìn)行還原、防集聚、氧化反應(yīng)，使納米銀粒子均勻的牢固地載附于載體上；第四步在離心機中進(jìn)行清洗；第五步在烘干機中進(jìn)行干燥烘干；
第六步將干燥后的載體在粉碎機中進(jìn)行粉碎至粒徑2～50微米，即得成品。
抗菌材料的產(chǎn)業(yè)化制作工藝，所述的真空處理包括用1～20％(V/V)的醫(yī)用酒精將天然山茱萸科植物青莢葉材料浸沒，然后溶除固體天然山茱萸科植物青莢葉材料中的可溶性有機成份。
抗菌材料的產(chǎn)業(yè)化制作工藝，所述的藥劑組分為藥劑A硝酸銀0.01～1.0M、氨水0.05～0.5M、氫氧化鈉0.01～0.3M，加水至總體積為500M；藥劑B葡萄糖或抗壞血酸1～8M、硝酸0.02～0.2M、乙醇2～10M，加水至總體積為50M；將10體積份A加上1體積份B混合均勻后放置10～40分鐘。
抗菌材料的產(chǎn)業(yè)化制作工藝，其在制得銀銨絡(luò)合溶液[Ag(NH3)2]+后，加入還原劑的同時加入離子表面活性劑防止集聚，又適時加入氧化劑將Ag氧化成Ag2O，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到載體顆粒呈棕黃色時止。
抗菌材料的產(chǎn)業(yè)化制作工藝，采用的離子表面活性劑可以是月桂基苯磺酸鈉、月桂醇硫酸鈉、聚乙稀吡咯酮(PVP)、壬苯聚醇-10(OP-10)、聚山梨醇酯-20(Tween-20)中的一種或多種混合使用。
所述的抗菌材料，將所制備的納米銀復(fù)合抗菌材料加入適當(dāng)?shù)尼t(yī)藥輔助劑或賦型劑即可制得粉劑、片劑、霜劑、膜劑、凝膠劑、貼劑、針劑、水劑、噴霧劑和生物醫(yī)藥芯片。


圖1是本發(fā)明產(chǎn)品的電子顯微鏡圖片。
圖2是未經(jīng)防集聚處理的電子顯微鏡圖片圖3是本發(fā)明的工藝流程框圖。
具體實施例方式
下面將通過具體的實例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
本發(fā)明的一種天然有機基質(zhì)——無機納米銀復(fù)合抗菌材料，是在天然植物莖髓孔體的纖維元間與纖維元上牢固而均勻載附有超細(xì)粒銀質(zhì)粒子，其粒徑為1～100納米，其中超細(xì)粒銀質(zhì)粒子～80％粒徑在25～30納米，該超細(xì)粒銀質(zhì)粒子的表層為2～8納米的氧化銀，核心為元素銀。附著的納米銀的銀含量為0.5～200毫克/克，氧化銀占總銀量為10～60％。天然植物莖髓孔體材料為多孔性的天然山茱萸科植物青莢葉。
1、納米材料的界定和防集聚技術(shù)納米材料的粒徑應(yīng)為1～100納米，同時此種納米材料與宏觀尺寸的同質(zhì)材料相比，在某些特定的功能上，前者有遠(yuǎn)優(yōu)于后者的優(yōu)異性能，本發(fā)明人注意到由于納米材料的粒徑為1～100納米屬于亞微觀狀態(tài)的粒子。由于粒徑的減小，其比表面就增大。由于表面效應(yīng)，小尺寸效應(yīng)使處于表面層的原子數(shù)迅速增加，導(dǎo)致原配位不足，不飽和鍵處露增多，原子的表面能增高，致使這些納米級的超微粒子具有極強的化學(xué)活性。在這些超微粒子剛剛生成的瞬間，不可避免的要發(fā)生相互碰撞，此時發(fā)生碰撞的兩個，甚至多個，這些發(fā)生碰撞的粒子就會發(fā)生集聚，由此導(dǎo)致生成粒徑較大，能大于原粒徑幾倍、幾十倍、幾百倍的大粒子，甚至由集聚作用而變成宏觀尺寸的粒子，相應(yīng)的其化學(xué)活性就大大降低，最終將失去納米材料的特性。對此本發(fā)明人引用了離子表面活性劑，以此防止和減少了集聚作用，為納米銀的生成創(chuàng)造了一個有利條件。
2、銀的抑菌機理和銀離子(Ag+)當(dāng)前對銀的抑菌機理有三種論述(1)經(jīng)典論述Ag+把致病菌菌體中賴以生存的酶中的巰基-SH，置換成-SAg基，導(dǎo)致酶喪失活性而使致病菌死亡。
(2)Ag+與細(xì)胞中的肽聚醣結(jié)合，阻斷了致病菌與氧的結(jié)合。
(3)Ag+與致病菌中DNA的雙螺旋體結(jié)合，終止了致病菌的復(fù)制。
上述三種銀的抗菌機理的抗菌因子都是Ag+，但是，由金屬銀直接電離出Ag+，，若沒有外加的電解作用，這個電離反應(yīng)是很難發(fā)生的，而非銀鹽類的氧化銀Ag2O則不同，它即無可能刺激或致毒的無機、有機陰離子，而又能通Ag2O與H2O發(fā)生水解作用而產(chǎn)生Ag+和對人體無害的OH-。
對此，本發(fā)明中在制作銀質(zhì)納米銀粒子時引進(jìn)了氧化反應(yīng)，
使銀質(zhì)納米粒子的表層轉(zhuǎn)化為Ag2O，并且使這個氧化作用的反應(yīng)程度是可控的，其Ag2O占總銀量的百分含量可控制為10～60％。
3、栽體及其選擇(1)載體選用具有優(yōu)良多孔性載體是本發(fā)明的一個重要特征。本發(fā)明是一種天然有機基質(zhì)——無機納米銀復(fù)合抗菌材料，天然有機基質(zhì)是作為載附無機納米銀粒子的載體，一個好的載體可以為納米銀粒子(分散相)提供一個穩(wěn)定的載體環(huán)境，更重要的是一個好的載體在制造過程中可以有效地提高產(chǎn)品納米化程度的整體質(zhì)量。本發(fā)明是以化學(xué)法為主、物理法為輔的制作方法，產(chǎn)品是在載體上載附有納米銀粒子，且在本發(fā)明的制作過程及產(chǎn)品的使用，都是在水性介質(zhì)中進(jìn)行。為找到適合本發(fā)明使用的載體，多年來發(fā)明人對載體的選擇試驗，至今，找到一個即能有效提高納米銀粒子的納米化程度，又能為已生成的納米銀粒子有一個長期穩(wěn)定存在的載體環(huán)境的載體——山茱萸科植物青莢葉的干燥莖髓。
(2)載體的選擇載體的選擇條件分兩組敘述，一為載體選擇的必備條件，即是選用的載體必須滿足的條件，若缺其一則不能選用；其二為優(yōu)化的條件，即選用的載體在優(yōu)化條件上可以有優(yōu)、次之分，優(yōu)者為佳，次者亦可使用，只是效果不佳。
(A)必備條件其一是載體必須是親水性，因本發(fā)明的制造方法及其產(chǎn)品的使用都是在水性介質(zhì)中進(jìn)行。
其二是載體的孔體之間必須具有通透性，即載體中的孔體之間必須是相互之間是通透的，即載體的每個孔體必須是開放性孔體，而不是封閉性孔體。
(B)優(yōu)化條件
其一是載體的構(gòu)成質(zhì)地，以致密性為佳，松軟性為次，在制作的過程中，載體顆粒受到各種滾壓、擠壓是必然的。松軟的載體顆粒就會產(chǎn)生較大的變形，這必然會影響產(chǎn)品制作質(zhì)量及產(chǎn)品使用的效果。燈心草質(zhì)極為松軟，青莢葉則質(zhì)地致密。
其二是載體的細(xì)孔性，以細(xì)孔為佳，即單位體積載體含有的孔體越多越好。下面將詳細(xì)討論細(xì)孔性問題。
作為載附細(xì)微固體粒子的天然載體，一般可分為天然多孔性載體(如燈心草、蒙脫石等)和天然樹技狀、絲狀體載體(如棉、毛纖維等)。本發(fā)明所用載體屬天然多孔性載體，當(dāng)這類載體以不同方式浸潤了制作用的藥液，由于孔體尺寸不同，其包容藥液的方式也不同，孔體大的載體，藥液是以附著在孔體的壁面方式存在于載體中，孔體小的載體，藥液是以裝填式方式將藥液包容在載體孔體中。前者以附著方式所浸附在孔壁的藥液量必然要遠(yuǎn)多于裝填在細(xì)孔體中的藥液量，即使兩者都采用了化學(xué)防集聚技術(shù)，在其最終產(chǎn)品中納米銀粒子的納米化程度細(xì)孔的必然優(yōu)于粗孔的。本發(fā)明選用的青莢葉干燥莖髓用肉眼很難看清其孔體，只有用普通的放大雙目鏡才看到其細(xì)密的孔體，而燈心草目視即可看到它松大的孔體。
根據(jù)上面所述的必備和優(yōu)化條件，本發(fā)明選用的載體為山茱萸科(Cornaceae)植物青莢葉Helwingia jaronica(Thumb)Dietr，的干燥莖髓，本載體與燈心草相比，除了必備條件兩者相同外，優(yōu)化條件中的致密性和細(xì)孔性，本載體青莢葉均優(yōu)于燈心草。從本發(fā)明產(chǎn)品的圖1所示的AFM電子顯微鏡150納米比例尺的圖片可見本發(fā)明所用載體的效果是很好的。
附青莢葉的常用別名有魚泡通、小通花、小通草、空藤桿。又名旌節(jié)花科(Stachyuraceae)植物中國旌節(jié)花Stachyurus、ChinensisFlanch西域旌節(jié)花Stachyurus himalaicus。
4、反應(yīng)原理和制作方法(1)載體的預(yù)處理
在浸泡前將載體破碎至粒徑1～3毫米的顆粒。采用常規(guī)的極性溶劑(水)和弱極性溶劑(乙醇)，加熱或室溫浸泡萃取載體中原有的溶質(zhì)成份，經(jīng)多次洗滌后，真空干燥。
(2)反應(yīng)原理
上述的還原和氧化反應(yīng)是本發(fā)明制作方法的關(guān)鍵，為使還原反應(yīng)減少干擾進(jìn)行順利，本發(fā)明先將AgNO3溶液制成銀氨絡(luò)合溶液，實驗證明[Ag(NH3)2]+比較穩(wěn)定，使還原反應(yīng)不受溶液中可能存在的Cl-、So4--、Co3--等陰離子的干擾。
在制得[Ag(NH3)2]+溶液后，加入適量的還原劑(葡萄糖或抗壞血酸等)同時加入穩(wěn)定劑起防集聚作用，又適時加入氧化劑將Ag0氧化成Ag2O，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到載體顆粒呈黃色，即可，再經(jīng)洗滌、烘干，細(xì)碎至2～50微米粒級的粉末即得到產(chǎn)品。本發(fā)明氧化反應(yīng)中可以使用的氧化劑包括H2O2、KClO4、NaClO4……等，可以單一或混合使用，加入方式可以是間歇式或連續(xù)式加入，氧化劑的用量及反應(yīng)則根據(jù)Ag2O的含量而調(diào)節(jié)。
(3)制作方法在本發(fā)明的方法中，其另一個關(guān)鍵所在是要防止新生成的表面活性很強的納米級粒徑的銀質(zhì)顆粒之間發(fā)生集聚作用，從而防止生成粒徑較大的銀質(zhì)粒子。防集聚技術(shù)的作用是為使納米銀復(fù)合顆粒盡可能以單個粒子存在，并盡可能地在納米銀粒子生成瞬間避免這些活性極大的粒子之間在溶液中由于熱運動而發(fā)生相互碰撞，由此產(chǎn)生粒子之間的集聚而產(chǎn)生大尺寸的粒子堆積，甚至粒徑超過納米級的允許范圍，而降低銀復(fù)合顆粒的活性。為了達(dá)到該目的，在制備過程中加入了離子表面活性劑，例如、月桂基苯磺酸鈉，月桂醇硫酸鈉、聚乙稀吡咯酮(PVP)、壬苯聚醇-10(OP-10)，聚山梨醇酯-20(Tween-20)……等，在本發(fā)明中可間歇式或連續(xù)方式加入。
另外，還可以從下面來理解防集聚技術(shù)。如上所述，超微粒子剛剛生成的瞬間，不可避免的要發(fā)生相互碰撞。如果不采用防集聚技術(shù)，則絕大部分粒子由于化學(xué)活性發(fā)生相互碰撞，聚集成大顆粒，此時得到的顆粒材料有相當(dāng)數(shù)量的顆粒是大粒徑的銀質(zhì)粒子的集聚體，從而消耗了不少銀粒子。從掃描電鏡上觀察，發(fā)現(xiàn)有明顯的團聚現(xiàn)象。如果采用本發(fā)明使用的防集聚技術(shù)，則可以防止這些納米級粒子的集聚。
藥液配制1)配制銀銨絡(luò)離子[Ag(NH3)2]+溶液A，以水溶液A的總體積計，其含[Ag(NH3)2]+0.01～1M。
2)配制水溶液B，以水溶液B的總體積計，其含有弱還原劑1～8M，硝酸0.02～0.2M，乙醇2～10M。
3)將10體積份溶液A與1體積份溶液B混合，攪攔均勻后放置10～40分鐘，將一多孔底物置于上述混合的液中浸漬，進(jìn)行增壓勻質(zhì)，使之均勻；放入反應(yīng)釜中并加入穩(wěn)定劑使之進(jìn)行反應(yīng)；然后4)加入氧化劑并加熱至足以使銀顆粒表面產(chǎn)生至少一部分氧化銀的溫度。
三、本發(fā)明產(chǎn)品的物理、化學(xué)檢測1、外形結(jié)構(gòu)本發(fā)明產(chǎn)品的實質(zhì)是在天然有機基質(zhì)(青莢葉的莖髓顆粒)的纖維元和纖維元之間牢固而均勻地載附了粒徑均勻的無機納米銀粒子。粒徑為1～100納米，其中80％的粒徑為25～30納米，在納米材料中分類是屬于在有機基質(zhì)上分散了無機質(zhì)的納米微粒的有機——無機納米復(fù)合材料。將制得的載銀顆粒經(jīng)細(xì)碎成粒徑為2～50微米的細(xì)粉，呈黃色粉末，即本發(fā)明的產(chǎn)品。
2、電子顯微鏡和能譜儀檢測經(jīng)AFM電子顯微鏡和PHI 585 ESCA光電子能譜儀測定得如下結(jié)果。
(1)電子顯微鏡攝取的圖片圖1本發(fā)明產(chǎn)品的AFM圖片比例尺150納米，采用了防集聚技術(shù)，可見大部份納米粒子粒徑為25～30納米，納米粒子在底物上呈現(xiàn)彌散狀均勻分布。
圖2未經(jīng)防集聚處理的電鏡圖片中可見有明顯的集聚堆積。
(2)PHI 585 ESCA光電子能譜儀測定證實該納米粒子的組成為表層為2～6納米的Ag2O，核心為元素銀。
3、化學(xué)檢測(1)分析方法選用美國藥典(USP)、英國藥典(BP)所刊的硫氰酸銨(NH4SCN)容量法測定銀。
反應(yīng)原理；(白色)(紅色)(2)分析操作稱取0.1～1g，本產(chǎn)品(細(xì)粉)置于200ml錐形燒瓶中，加入20ml(1+1)的HNO3水溶液，低溫加熱溶解后，保持微沸蒸除過量的HNO3，用水沖洗瓶壁后使瓶中溶液含HNO3的濃度為1～10％，在此溶液中加入1ml指示劑(10％FeNH4(SO4)2水溶液)后，用滴定操作液NH4SCN水溶液*滴定至溶液呈現(xiàn)穩(wěn)定的紅色，即終點。
*NH4SCN滴定操作液為用標(biāo)準(zhǔn)銀溶液(1mg Ag/ml)標(biāo)定過的，其銀滴定度(TAg)應(yīng)～1mg Ag/ml。
(3)測定結(jié)果經(jīng)銀量測定可知本發(fā)明細(xì)粉的含銀量為0.5～200mg Ag/g細(xì)粉，而經(jīng)上述物理檢測可知本發(fā)明細(xì)粉上的銀是以納米級粒徑1～100納米的形式附在細(xì)粉纖維中，故用本分析法測得的銀會量即為本產(chǎn)品的納米銀含量。
四、本產(chǎn)品的體外抑菌功能多種檢測1、抗菌的廣譜性(1)本文中表1和表2所示的致病菌種、包括了格蘭氏陽性菌、格蘭氏陰性菌、真菌、芽孢和厭氧菌等。如此廣泛的抗菌譜，在現(xiàn)有抗菌藥物中是極為鮮見的，就表1和表2所涉及的菌種除去重復(fù)的計有38個菌種，且其大部份的菌種是有耐藥性的臨床患者分泌液中分離出來的耐藥菌株，MIC大部在10～30mg/ml，也有為30～60mg/ml。
(2)本文對真菌類選用了白色念珠菌、絮狀表皮癬菌、紅色毛癬菌……等6種致病真菌作了MIC和MBC測定，其MIC值為60～120微克/ml，MBC值為MIC的6～8倍。
(3)對一些常見致病菌淋球菌、支原體、陰道毛商蟲、痤瘡丙酸桿菌等測定MIC值為≤60mg/ml。
2、長效性表1、表2所示的洗滌20次和50次是指本產(chǎn)品每次用肥皂手工搓洗、清水漂洗各50次和20次。洗滌100次者是每次用清水搓洗各100次，經(jīng)上述洗滌后本產(chǎn)品之抑菌功能無明顯減退。
3、本產(chǎn)品與8個抗菌藥品對致病菌抑菌效果的比較表1中試驗藥組為本產(chǎn)品(28)，對照組紅霉素(7)、氨芐西林(4)、頭孢呋肟(4)、頭孢他啶(15)、苯唑西林(2)、慶大霉素(6)、環(huán)丙沙星(14)等8個對照藥品同時進(jìn)行體外抑菌試驗，在每個藥品名稱后的括號中的郵字為該藥品為抑菌有效的菌種數(shù)，可見本產(chǎn)品28個菌種全部抑菌有效，對照組的有效數(shù)為2～15個。由此充分顯示了本產(chǎn)品對耐藥菌株的抑菌能力。這對于打破當(dāng)前細(xì)菌耐藥性的增長，已使得抗菌素的開發(fā)趕不上細(xì)菌耐藥性增長的尷尬局面是可以寄予希望的。
4、親水性一遇水殺菌力更強本產(chǎn)品的納米銀其表層為Ag2O，一般在有水存在的條件下，甚至人體體表的濕度或敷用時的濕潤狀態(tài)的水量已足夠使Ag+釋出，當(dāng)[Ag+]達(dá)到0.n～5ppm(10-6)時即可達(dá)到Ag+溶出的動態(tài)平衡，而Ag+的最低抑菌濃度為2×10-11M，根據(jù)Ag+的抗菌機理，在抗菌作用后的產(chǎn)物為酶-SAg和水，因此不會產(chǎn)生二次致病因素。
此外，還進(jìn)行了下述試驗，取0.5g本產(chǎn)品未細(xì)碎的顆粒，用500ml水浸泡，每天換水一次，45天后其抑菌能力無明顯減退。故可知本產(chǎn)品具親水性，且遇水殺菌力更強，5、藥代動力學(xué)研究經(jīng)用小鼠、豚鼠和大耳白家兔為試驗對象，以本產(chǎn)品為實驗藥品，經(jīng)皮膚急性毒性試驗，刺激性試驗，過敏性試驗和小鼠急性毒性，最大耐受量一次性灌胃試驗(MTD法)和蓄積毒性試驗，尤其是小鼠(9只)，單次灌胃給予本產(chǎn)品量的最大耐受量達(dá)～900mg/kg，相當(dāng)于人擬用臨床劑量的～4000倍，給藥后連續(xù)觀察14天，與對照組(用同量空白細(xì)粉)比較，兩組小鼠的精神、呼吸、體位狀況、進(jìn)食、引水、排便、肌肉狀態(tài)、被毛光澤等均未有異常表現(xiàn)，14天后未出現(xiàn)死亡例。
結(jié)論本產(chǎn)品無毒、無刺激、無過敏反應(yīng)。
6、本產(chǎn)品與同質(zhì)(銀)宏觀粒徑(微米級)的銀粉的體外抑菌效果之對比。
以園徑均為6毫米的小圈，分別放置本產(chǎn)品(細(xì)粉)和粒徑為微米級的純銀微粉，前者的含銀量僅為后者的10-3～10-4。然而在體外抑菌的瓊脂MH平板上，前者的抑菌環(huán)為12～20毫米，后者無抑菌環(huán)，由此可見抑菌能力方面，宏觀尺寸的銀粉與本產(chǎn)品是無法比擬的。
綜上所述。本發(fā)明產(chǎn)品具有抗菌的廣譜性，長效性，對耐藥性致病菌具明顯抑菌能力、親水性——遇水殺菌力更強，無毒性(包括無蓄積毒性)，無刺激性、無過敏性，無耐藥性等方面。都優(yōu)于當(dāng)前常用的抗菌藥品，也遠(yuǎn)優(yōu)于宏觀尺寸的同質(zhì)銀微粉。
因此，可用本產(chǎn)品制成的抗菌消炎藥物所涉炎癥、感染包括男性前列腺炎、婦女的細(xì)菌性、霉菌性及混合性陰道炎和宮頸炎、陰道毛滴蟲陰道感染。對人體的化膿性感染、皮膚細(xì)菌感染、皮膚淺部真菌感染、外科術(shù)后切口感染、頑固性褥瘡感染、澆燙傷創(chuàng)面感染、糖尿病后期下肢頑固性潰瘍、真菌、衣原體、支原體病毒感染，上下呼吸道細(xì)菌、真菌、衣原體、支原體病毒感染和消化道的感染。本產(chǎn)品的給藥途徑可以是腔內(nèi)、皮下、靜脈、肌肉、皮肉注射、口服或局部給藥。
本發(fā)明可作為抗菌藥物用于護(hù)膚用乳液、霜劑、奶液和面膜、對痤瘡的治療有特效，且本產(chǎn)品還有促進(jìn)上皮細(xì)脆生長的優(yōu)良功能，故能起美容嫩膚作用。
具體實施例下列實施例所用的載體均為本發(fā)明選用的山茱萸科青莢葉的干燥莖髓經(jīng)過粗碎至Ф1～3mm的顆粒并經(jīng)預(yù)處理已溶除其原有溶質(zhì)成份。
實施例1按10公斤載體量配制藥液。
藥劑A硝酸銀0.1M、氨水0.05M、氫氧化鈉0.01M，加水至總體積為500M；藥劑B葡萄糖1M、硝酸0.02M、煮沸1～5分鐘，冷卻后，加入乙醇使乙醇成2M，加水至總體積為50M；操作，在10份A液中加入1份B液(V/V)混勻后放置5～10分鐘后即可供浸漬用。取10公斤載體浸入上述溶液浸漬后進(jìn)行增壓均質(zhì)使藥液和載體混合均勻，進(jìn)入反應(yīng)釜，在通風(fēng)和適當(dāng)攪拌條件下間歇地加入OP-10，待反應(yīng)完成，再加入氧化劑同時加熱到125℃，保溫40分鐘，至載體顆粒呈淡黃色，然后經(jīng)清洗、干燥并將載有納米銀的顆粒細(xì)碎至粒徑為10微米粉末即可。
實施例2按10公斤載體量配制藥液。
藥劑A硝酸銀0.5M、氨水0.3M、氫氧化鈉0.05M，加水至總體積為500M；藥劑B葡萄糖5M、硝酸0.1M、煮沸1～5分鐘，冷卻后，加入乙醇使乙醇成10M，加水至總體積為50M；操作同實施例1，只是將OP-10改為月桂基苯磺酸鈉，當(dāng)反應(yīng)至載體顆粒呈黃色即反應(yīng)完成，細(xì)碎至粒徑2～5微米。
實施例3按10公斤載體量配制藥液。
藥劑A硝酸銀1M、氨水0.5M、氫氧化鈉0.1M，加水至總體積為500M；藥劑B抗壞血酸5M、硝酸1M、煮沸1～5分鐘，冷卻后，加入乙醇使乙醇成10M，加水至總體積為50M；操作同實施例1，只是將OP-10改成PVP，加入氧化劑后，在溫度120℃中保溫80分鐘至載體顆粒呈現(xiàn)淡黃色即可，細(xì)碎至粒徑～5微米。
實施例4按10公斤載體量配制藥液。
藥劑A硝酸銀0.3M、氨水0.2M、氫氧化鈉0.07M，加水至總體積為500M；藥劑B抗壞血酸1.5M、硝酸0.2M、煮沸1～5分鐘，冷卻后加入乙醇使乙醇成2M，加水至總體積為50M；操作同實施例1，離子表面活性劑改用Tween-20，加氧化劑后，在溫度110℃中保溫80分鐘至載體顆粒呈中黃色即可，細(xì)碎至粒徑2～5微米。
實施例5按10公斤載體量配制藥液。
藥劑A硝酸銀0.2M、氨水0.1M、氫氧化鈉0.02M，加水至總體積為500M；藥劑B葡萄糖1.0M、硝酸0.02M、煮沸1～5分鐘，冷卻后加入乙醇使乙醇成3M，加水至總體積為50M；操作同實施例1，只是將OP-10改用PVP，在溫度120℃中保濕60分鐘，待顆粒呈現(xiàn)淺黃色即可，細(xì)碎至粒徑5～10微米。
實施例6稱取含納米銀含量分別為15％、1.5％、0.14％的本產(chǎn)品各1克，以水浸洗3次后放入盛有1000毫升已沸過冷至40℃的水中，室溫浸泡24小時，以定量濾紙過濾，再以少量水清洗濾紙，濾液中加入10毫升硝酸，取濾液測量。測量使用日立180～80偏振塞曼原子吸收分光光度計。測量結(jié)果如下表所

由以上數(shù)據(jù)表明，溶液中銀離子的濃度不會隨顆粒中銀含量的增加而無限地提高，而是以動態(tài)平衡保持在一定的水平。
表1本發(fā)明產(chǎn)品與8種抗菌藥物的抑菌結(jié)果本發(fā)明產(chǎn)品與對照組抑菌直徑(mm) 抗菌藥物MIC法藥敏結(jié)果菌名來源未 洗 洗 陰 紅 苯 氨 頭 頭 頭 慶 環(huán)洗 滌 滌 性 霉 唑 芐 孢 孢 孢 大 丙滌 50 100 對 素 西 西 唑 呋 他 霉 沙次 次 照林 林 啉 肟 啶 素 星金黃色葡萄球菌 ATCC25923 18 15 15 7 24 S S S S S S S大腸埃希菌 ATCC25922 13 13 12 7 10 S S S S S S銅綠假單胞菌 ATCC27853 12 12 12 7 6 S S S產(chǎn)氣莢膜梭菌 CMCC(B)64606 10金黃色葡萄球菌(MRSA)分泌物 17 15 15 7 6 R R R R R R R表皮葡萄球菌(MRSE) 分泌物 18 15 46 7 6 R R R R R R R化膿性鏈球菌分泌物 9 8 8 7 6 S S S S S S S淋病奈瑟菌 分泌物 10 10 10 7 31 S S S S S S大腸埃希菌 分泌物 17 14 14 7 6 R R R R R R陰溝腸桿菌 分泌物 9 8 8 7 11 R R R R R R產(chǎn)氣腸桿菌 分泌物 14 12 13 7 6 R R R R R R銅綠假單胞菌分泌物 15 15 15 7 6 R R R R R R嗜麥芽窄食單胞菌分泌物 14 13 14 7 6 R R R S R S鮑曼不動桿菌分泌物 13 12 12 7 19 R R R S S S肺炎克雷伯菌分泌物 15 14 14 7 6 R R R S R S粘質(zhì)沙雷菌 分泌物 16 13 14 7 6 R R R R R S費勞地枸櫞酸桿菌分泌物 11 10 11 7 6 R R R R R R雷積普羅維登菌 分泌物 15 13 13 7 6 R R R S R S親水氣單胞菌分泌物 13 11 13 7 16 R R R S R S溫和氣單胞菌分泌物 14 12 12 7 17 R I I S R S創(chuàng)傷弧菌分泌物 17 15 15 7 6 R R R S I S奇異變形桿菌分泌物 11 10 10 7 9 R R R S R R普通變形桿菌分泌物 11 9 11 7 6 R R R S R R潘氏變形桿菌分泌物 10 9 10 7 6 R R I S R S白色念珠菌 分泌物 21 20 20 7 6熱帶念珠菌 分泌物 18 17 18 7 6近平滑念珠菌分泌物 20 19 20 7 6光滑球擬酵母菌 分泌物 27 26 26 7 6注S敏感I中介R耐藥表2本發(fā)明產(chǎn)品與AB織物的20種致病菌株的體外抑菌試驗表AB織物 本發(fā)明產(chǎn)品空白未洗 高 未高洗洗菌株洗20 壓 洗壓2050織物次次次綠膿桿菌 ----15131616金黃色葡萄球菌 ----15171515大腸桿菌 ----13141815MRSA ----14141715蠟樣桿菌 ---11 13131515創(chuàng)傷弧菌 ----16161616白色念珠菌 -21 --11111111B群溶血性鏈球菌----11111211嗜麥芽假單胞菌 ----12121514硝酸鹽陰性桿菌 ----14141315丙型副傷寒沙門氏菌 -12 --12141914亞利桑那菌 ----14141514枸櫞酸桿菌 ----14141513肺炎桿菌 ----13131713枯草桿菌 ----12121212摩根氏菌 ---10 12121212糞產(chǎn)鹼桿菌 ----14121616斯氏普圖菲登氏菌 ----12121413陰溝腸桿菌 ----13131313淋球菌 ----11111111以上結(jié)果表明本發(fā)明產(chǎn)品對20株細(xì)菌均有抑制作用，且對易產(chǎn)生抗藥性的細(xì)菌，如金黃色葡萄球菌耐藥株(MRSA)，綠膿桿菌等均有抑制作用，高壓及洗滌20次、50次后均與未經(jīng)洗滌一樣，對抑菌作用無明顯影響。
權(quán)利要求
1.一種天然有機基質(zhì)——無機納米銀復(fù)合抗菌材料，其特征在于在天然植物莖髓孔體的纖維元間與纖維元上牢固而均勻載附有超細(xì)粒銀質(zhì)粒子，其粒徑為1～100納米，該超細(xì)粒銀質(zhì)粒子的表層為2～8納米的氧化銀，核心為元素銀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗菌材料，其特征在于在天然植物莖髓孔的纖維元間與纖維元上附著的納米銀的銀含量為0.5～200毫克/克，氧化銀占總銀量為10～60％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的抗菌材料，其特征在于以離子表面活性劑作穩(wěn)定劑而達(dá)到防集聚作用，使產(chǎn)品中的超細(xì)粒銀質(zhì)粒子～80％的粒徑在25～30納米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的抗菌材料，其特征在于天然植物莖髓孔材料為多孔性的天然山茱萸科植物青莢葉。
5.一種天然有機基質(zhì)——無機納米銀復(fù)合抗菌材料的產(chǎn)業(yè)化制作工藝，其特征在于制作工藝步驟是第一步選取載體材料并進(jìn)行真空處理；將載體粉碎為Ф1～3mm大小的顆粒，采用常規(guī)的極性溶劑(水)和弱極性溶劑(乙醇)，加熱或室溫浸泡萃取溶除載體中原有的溶質(zhì)成份，經(jīng)多次洗滌后，真空干燥；第二步配制藥劑A和藥劑B；第三步在浸漬裝置中進(jìn)行藥劑浸漬、增壓均質(zhì)；將第一步處理后的載體，放入浸漬裝置中并采用噴射機將藥液噴射到載體上，經(jīng)攪拌、增壓、均質(zhì)，使混合的藥劑均勻地載附在載體上，然后取出，再放入到反應(yīng)釜中進(jìn)行還原、防集聚、氧化反應(yīng)，使納米銀粒子均勻的牢固地載附于載體上；第四步在離心機中進(jìn)行清洗；第五步在烘干機中進(jìn)行干燥烘干；第六步將干燥后的載體在粉碎機中進(jìn)行粉碎至粒徑2～50微米，即得成品。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的抗菌材料的產(chǎn)業(yè)化制作工藝，其特征在于所述的真空處理包括用1～20％(V/V)的醫(yī)用酒精將天然山茱萸科植物青莢葉材料浸沒，然后溶除固體天然山茱萸科植物青莢葉材料中的可溶性有機成份。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的抗菌材料的產(chǎn)業(yè)化制作工藝，其特征在于所述的藥劑組分為藥劑A硝酸銀0.01～1.0M、氨水0.05～0.5M、氫氧化鈉0.01～0.3M，加水至總體積為500M；藥劑B葡萄糖或抗壞血酸1～8M、硝酸0.02～0.2M、乙醇2～10M，加水至總體積為50M；將10體積份A加上1體積份B混合均勻后放置10～40分鐘。
8.根據(jù)權(quán)利要求5、7所述的抗菌材料的產(chǎn)業(yè)化制作工藝，其特征在于在制得銀銨絡(luò)合溶液[Ag(NH3)2]+后，加入還原劑的同時加入離子表面活性劑防止集聚，又適時加入氧化劑將Ag氧化成Ag2O，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到載體顆粒呈棕黃色時止。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的抗菌材料的產(chǎn)業(yè)化制作工藝，其特征在于采用的離子表面活性劑可以是月桂基苯磺酸鈉、月桂醇硫酸鈉、聚乙稀吡咯酮(PVP)、壬苯聚醇-10(OP-10)、聚山梨醇酯-20(Tween-20)中的一種或多種混合使用。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗菌材料，其特征在于將所制備的納米銀復(fù)合抗菌材料加入適當(dāng)?shù)尼t(yī)藥輔助劑或賦型劑即可制得粉劑、片劑、霜劑、膜劑、凝膠劑、貼劑、針劑、水劑、噴霧劑和生物醫(yī)藥芯片。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種天然有機基質(zhì)——無機納米銀復(fù)合抗菌材料及其產(chǎn)業(yè)化制作工藝，其實質(zhì)是以天然的具有優(yōu)良多孔性的植物莖髓作為載體，通過本發(fā)明的制作工藝使載體上牢固而均勻地載附有納米粒級銀質(zhì)粒子。經(jīng)電子顯微鏡、光電子能譜儀檢測證實，納米銀質(zhì)粒子的粒徑為1～100納米，其～80％的粒徑在25～30納米，其粒子表層是2～8納米的氧化銀，核心為元素銀。本發(fā)明的載體具有優(yōu)良的細(xì)孔性，在制造過程中能有效地提高納米銀粒子的納米化程度，在制得產(chǎn)品后，能有效地提高載附在載體上的納米銀粒子的穩(wěn)定性。本發(fā)明的產(chǎn)品具有較好的抗菌功能，且無毒、無刺激、無過敏、無耐藥性，可用作抗感染領(lǐng)域的抗菌物料，也可用于化裝品中抑菌嫩膚的功能性物料。
文檔編號A61K33/38GK1498536SQ0214933
公開日2004年5月26日 申請日期2002年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月11日
發(fā)明者鄭江龍 申請人:鄭江龍