本發(fā)明屬于生物醫(yī)藥技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種片狀三角形銀納米?？咕鷳腋∫杭捌渲苽浞椒ê蛻?yīng)用。

背景技術(shù)：

在生活中，充斥著各種有害細(xì)菌，給人們帶來(lái)各種疾病。隨著人民生活水平的提高，健康和衛(wèi)生越來(lái)越受到重視，抗菌材料及其制品日益引起人們的關(guān)注。銀的抗菌能力很強(qiáng)并具有廣譜的殺菌效果，又不會(huì)在人體積累產(chǎn)生毒害，在很早以前就被用作抗菌活性材料。以銀作為抗菌活性成份的抗菌劑是很理想的安全環(huán)保型抗菌劑。

傳統(tǒng)銀抗菌劑的殺菌性能，主要是依靠釋放銀離子途徑實(shí)現(xiàn)：1.銀離子接觸反應(yīng)。細(xì)菌的細(xì)胞膜的主要構(gòu)成成分是磷脂分子和蛋白質(zhì)，而磷脂分子中的磷酸根帶有負(fù)電荷，這使得細(xì)菌的細(xì)胞膜帶有負(fù)電，銀離子能依靠庫(kù)倫引力牢固吸附在細(xì)胞膜上，與膜蛋白質(zhì)結(jié)合，使其結(jié)構(gòu)變化，產(chǎn)生損傷。并且，銀離子還能進(jìn)一步穿透細(xì)胞壁進(jìn)入細(xì)菌內(nèi)，強(qiáng)烈吸引細(xì)菌體內(nèi)的巰基，并與之迅速結(jié)合，使細(xì)菌的蛋白質(zhì)凝固，破壞細(xì)胞合成酶的活性，使細(xì)胞喪失分裂增殖能力而死亡。此外，銀離子也能破壞微生物電子傳輸系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、物質(zhì)傳輸系統(tǒng)。當(dāng)菌體失去活性后，銀離子又會(huì)從菌體中游離出來(lái)，重復(fù)進(jìn)行殺菌活動(dòng)，周而復(fù)始不斷殺滅細(xì)菌，因此其抗菌效果持久。2.銀離子激光催化反應(yīng)。在激光的作用下，銀離子及納米級(jí)顆粒能起到催化活性中心的作用，激活水中或空氣中的氧，產(chǎn)生羥基自由基及負(fù)氧離子。羥基自由基和負(fù)氧離子能在短時(shí)間內(nèi)破壞細(xì)菌的增殖能力，致使細(xì)胞死亡，從而達(dá)到抗菌的目的。

近年來(lái)，納米技術(shù)已經(jīng)成為物理、化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)和材料科學(xué)等各學(xué)科間的前沿技術(shù)，因?qū)δ茉?、醫(yī)學(xué)、電子學(xué)、航空工業(yè)等具有無(wú)法估量的巨大影響而備受研究人員的關(guān)注。而銀納米粒具有優(yōu)良的傳熱性、導(dǎo)電性、表面活性和催化性能，在光學(xué)、催化、微電子、生物傳感、抗菌等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用價(jià)值。通過(guò)納米技術(shù)制備方法，可獲得銀納米粒材料，則由于銀納米材料本身具有的量子效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)和極大的比表面積特性，可顯著提高殺菌效果。銀納米粒就是將粒徑做到納米級(jí)的金屬銀單質(zhì)。作為最新一代的天然抗菌劑，銀納米粒殺茵具有廣譜抗菌和安全無(wú)毒的特點(diǎn)。

細(xì)菌的結(jié)構(gòu)包括基本結(jié)構(gòu)和特殊結(jié)構(gòu)兩部分?；窘Y(jié)構(gòu)是各種細(xì)菌所共有的，包括細(xì)胞壁、細(xì)跑膜、細(xì)胞質(zhì)和核質(zhì)等；特殊結(jié)構(gòu)是某些細(xì)菌在一定條件下所特有的結(jié)構(gòu)，包括莢膜、鞭毛、菌毛和芽孢等。

細(xì)菌細(xì)胞壁的主要成分是肽聚糖，又稱(chēng)粘肽。細(xì)胞壁的主要功能是：1.維持菌體固有外形，保護(hù)細(xì)菌抵抗低滲的外環(huán)境。細(xì)菌細(xì)跑內(nèi)各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度高出胞外數(shù)百倍，滲透壓可達(dá)25個(gè)大氣壓，細(xì)胞壁的存在避免了細(xì)菌在此環(huán)境中的破裂和變形；2.與細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)交換相關(guān)。細(xì)胞壁上有許多微孔，可使水和直徑小于1nm的物質(zhì)自由通過(guò)，并阻礙大分子物質(zhì)，因而它與細(xì)胞膜共同完成細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)交換。

細(xì)胞膜是住于細(xì)胞壁內(nèi)側(cè)緊包在細(xì)胞質(zhì)外面的一層富有彈性、具有半滲透性的生物膜。厚約5nm至10nm，占細(xì)菌干重的10％至30％。細(xì)菌細(xì)胞摸的結(jié)構(gòu)與其他生物膜基本相同，為脂質(zhì)雙層并鑲嵌有許多蛋白質(zhì)，這些蛋白是具有特殊作用的酶和載體蛋白。細(xì)胞膜具有選擇性通透作用，與細(xì)胞壁共同完成菌體內(nèi)外物展交換。

銀納米粒廣譜抗菌的機(jī)制與銀納米粒與蛋白質(zhì)和核酸的結(jié)合作用有關(guān)。銀納米粒進(jìn)入菌體后可與含至巰基的代謝酶結(jié)合，導(dǎo)致細(xì)菌死亡；銀納米粒也可能與細(xì)菌dna結(jié)合，導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)改變，抑制dna復(fù)制，導(dǎo)致細(xì)菌失去活性。經(jīng)國(guó)內(nèi)權(quán)威機(jī)構(gòu)研究發(fā)現(xiàn)：其對(duì)耐藥病原菌如耐藥大腸桿菌、耐藥金萄萄球菌、耐藥綠膿桿菌、化膿鏈球茵、耐藥腸球菌，厭氧菌等有全面的抗菌活性；對(duì)燒湯傷及創(chuàng)傷表面常見(jiàn)的細(xì)菌如金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、綠膿桿菌、白色念珠萄及其它革蘭氏陰性、革蘭氏陽(yáng)性致病菌都有殺菌件用；對(duì)沙銀衣原體、引起性傳播性疾病的淋球菌也有強(qiáng)大的殺菌作用。

根據(jù)銀納米粒的抗菌機(jī)理，銀納米粒必須要突破(破壞)細(xì)菌的細(xì)胞壁和細(xì)胞膜屏障，進(jìn)入細(xì)跑質(zhì)后才能破壞細(xì)跑質(zhì)中的酶系統(tǒng)，干擾細(xì)菌新陳代謝，或者進(jìn)入核質(zhì)，破壞細(xì)菌dna。

高溫用于抗菌治療(即熱療)很久以前人們即發(fā)現(xiàn)，高溫能夠使細(xì)菌死亡。當(dāng)溫度上升至44℃以上時(shí)，熱能開(kāi)始使細(xì)菌受損傷。熱能對(duì)細(xì)菌的損傷的程度取決于溫度高低和暴露在熱能下的時(shí)間。現(xiàn)代的熱療是使用儀器，通過(guò)超聲、微波、射頻等方式，將人體某個(gè)部位或器官的溫度升高到具有治療作用的水平，以達(dá)到殺死局部細(xì)菌的治療方法。這種方式存在極大的缺陷，即熱傳遞的非專(zhuān)屬性，這極易造成感染組織器官周?chē)＝M織器官的損傷。

光熱治療，是光熱轉(zhuǎn)換材料吸收外界激光(通常為近紅外光)，將光能轉(zhuǎn)化為熱能，達(dá)到殺滅細(xì)菌的目的，同時(shí)對(duì)周?chē)M織影響較小。特殊結(jié)構(gòu)的銀納米材料具有良好的表面等離子共振效應(yīng)，通過(guò)合理控制合成條件，可以制備出從可見(jiàn)光到近紅外光波段的納米材料，可以通過(guò)相應(yīng)的光激發(fā)而產(chǎn)生熱療作用，且加速銀離子的釋放，高溫破壞細(xì)菌表面，使銀納米粒突破細(xì)胞壁細(xì)胞膜屏障，這一特性在抗菌治療中展現(xiàn)了良好的應(yīng)用前景。

傳統(tǒng)的銀納米粒的制備分為物理法和化學(xué)法。物理法對(duì)儀器設(shè)備要求較高，生產(chǎn)費(fèi)用昂貴?；瘜W(xué)法多采用水合肼、甲醛、多元醇、有機(jī)胺等做還原劑，雖然這些還原劑具有高活性，但對(duì)環(huán)境有害，并且制得的納米銀易發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象。且單一的外用治療方式限制了其療效。

檢索國(guó)內(nèi)外有關(guān)光熱抗菌治療納米平臺(tái)方面的文獻(xiàn)和專(zhuān)利結(jié)果表明：目前還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)基于片狀三角形銀納米粒懸浮液綠色制備方法和光熱抗菌治療應(yīng)用的報(bào)道。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種綠色環(huán)保、合成方法簡(jiǎn)單、易放大生產(chǎn)、成本低廉的片狀三角形銀納米?？咕鷳腋∫杭捌渲苽浞椒ê蛻?yīng)用，本發(fā)明制備得到的納米粒子具有優(yōu)異的穩(wěn)定性，粒徑小至50nm至100nm，可被細(xì)菌攝取，較快的釋放銀離子，起到抗菌治療效果。

本發(fā)明的片狀三角形銀納米?？咕鷳腋∫?，其制備方法包括如下步驟：

將表面活性劑與硝酸銀溶液混合，攪拌后加入含過(guò)氧化氫的溶液，攪拌，再加入還原劑溶液，攪拌得到片狀三角形銀納米粒抗菌懸浮液，上述所有攪拌均為在避光室溫條件下勻速攪拌。

上述技術(shù)方案中，所述的表面活性劑可以為聚乙烯吡咯烷酮、檸檬酸鈉、聚乙二醇、殼聚糖。

所述的還原劑通常采用植物多酚、或硼氫化鈉。

作為優(yōu)選，所述的表面活性劑可以采用濃度為0.001-10g/l的檸檬酸鈉溶液，硝酸銀溶液濃度為0.001-1m，檸檬酸鈉溶液與硝酸銀溶液的體積比為10000:1-1:1。另外，采用聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、殼聚糖作為表面活性劑的濃度為0.001-10g/l。

所述的含過(guò)氧化氫的溶液中過(guò)氧化氫的重量百分比優(yōu)選為10％-50％，硝酸銀溶液濃度優(yōu)選為0.001-1m，含過(guò)氧化氫的溶液與硝酸銀溶液的體積比為100:1-1:1。

作為優(yōu)選，所述的還原劑采用濃度為0.001-10m的硼氫化鈉溶液，硝酸銀溶液濃度為0.001-1m，硼氫化鈉溶液與硝酸銀溶液的體積比為100:1-1:1。另外，采用植物多酚作為還原劑的濃度為0.001-10m。

采用本發(fā)明方法所獲得的銀納米?？咕鷳腋∫海渲秀y納米粒呈片狀三角形，具有表面等離子共振效應(yīng)，擁有良好光熱轉(zhuǎn)換效率，可用于熱成像，可以結(jié)合激光照射實(shí)現(xiàn)熱成像的應(yīng)用。

此外，本發(fā)明制得的片狀三角形銀納米粒還可作為抗菌劑用于抗菌治療或結(jié)合激光照射實(shí)現(xiàn)光熱抗菌治療的應(yīng)用。

所述的納米粒呈片狀三角形，近似正三角形，通過(guò)調(diào)節(jié)硝酸銀與還原劑的濃度可以調(diào)控產(chǎn)物的尺寸等，可獲得三角邊長(zhǎng)約為50nm至100nm的納米銀粒子，因其具有表面等離子共振效應(yīng)，擁有良好光熱轉(zhuǎn)換效率，在808nm的激光照射下，經(jīng)數(shù)分鐘便可將局部溫度快速提升至70℃以上，滿足細(xì)菌被殺滅的條件，可結(jié)合激光照射應(yīng)用于光熱抗菌治療。

在抗菌治療或光熱治療中，可根據(jù)患者組織及器官感染程度的臨床狀況給予不同劑量的片狀三角形銀納米粒。本發(fā)明抗菌光熱劑的給藥劑量和濃度，可由臨床醫(yī)生例行確定。用藥方案取決于各種因素，例如患者感染的區(qū)域、器官或組織是分散、局部或者全身，患者的健康程度，年齡性別等。通過(guò)參照其他抗菌制劑的用藥方案，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠確定本發(fā)明藥物的最佳有效劑量及濃度。

本發(fā)明的片狀三角形銀納米?？赏ㄟ^(guò)任何已知的遞送方法方式給藥：外用給藥、全身遞送(靜脈注射)，動(dòng)脈內(nèi)，胃腸外，肺腔內(nèi)，局部、或局部給藥的區(qū)域遞送形式。如動(dòng)脈內(nèi)注射能夠被用來(lái)“局域效果”成像及特定區(qū)域的光熱治療。

附圖說(shuō)明

圖1為片狀三角形銀納米粒的透射電子顯微鏡照片；

圖2為片狀三角形銀納米粒的紫外可見(jiàn)近紅外吸收光譜曲線圖；

圖3為片狀三角形銀納米粒的升溫曲線(808nm激發(fā)光,5w/cm²)；

圖4為片狀三角形銀納米粒與細(xì)菌共培養(yǎng)后經(jīng)808nm激光照射后，損毀細(xì)菌表面的掃描電子顯微鏡照片；

圖5為片狀三角形銀納米粒治療由金黃色葡萄球菌引起的外傷感染小鼠模型，分別在治療后0、2、4、6、8天的照片。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。

實(shí)施例1：

將1l的0.001g/l的檸檬酸鈉溶液與100ml的0.001m硝酸銀溶液混合，在室溫避光條件下勻速攪拌5min，然后加入500ml的重量百分比10％過(guò)氧化氫溶液，在室溫避光條件下勻速攪拌10min，加入300ml新鮮制備的0.001m硼氫化鈉溶液，在室溫避光條件下勻速攪拌30min，得到片狀三角形納米銀懸浮液，用去離子水反復(fù)清洗，超濾離心后得到三角形納米銀顆粒。

實(shí)施例2：

將500ml的0.01g/l的檸檬酸鈉溶液與250ml的0.01m硝酸銀溶液混合，在室溫避光條件下勻速攪拌5min，然后加入700ml的重量百分比20％過(guò)氧化氫溶液，在室溫避光條件下勻速攪拌10min，加入900ml新鮮制備的0.001m硼氫化鈉溶液，在室溫避光條件下勻速攪拌30min，得到三角形納米銀懸浮液，用去離子水反復(fù)清洗，超濾離心后得到三角形納米銀顆粒。

實(shí)施例3：

將50ml的0.001g/l的檸檬酸鈉溶液與50ml的0.001m硝酸銀溶液混合，在室溫避光條件下勻速攪拌5min，然后加入50ml的重量百分比30％過(guò)氧化氫溶液，在室溫避光條件下勻速攪拌10min，加入50ml新鮮制備的0.001m硼氫化鈉溶液，在室溫避光條件下勻速攪拌30min，得到三角形納米銀懸浮液，用去離子水反復(fù)清洗，超濾離心后得到三角形納米銀顆粒。

顯然，本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡是屬于本發(fā)明的技術(shù)方案所引申出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之列。