纳米银原位复合壳聚糖薄膜型抗菌敷料研究

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1、http://www.paper.edu.cn纳米银原位复合壳聚糖薄膜型抗菌敷料研究*许海棠，马列，高长有高分子合成与功能构造教育部重点实验室浙江大学高分子科学与工程学系，浙江杭州（310027）E-mail：cygao@mail.hz.zj.cn摘要：在壳聚糖薄膜表面吸附银离子。采用光还原技术，在薄膜表面原位生成分布均匀的纳米银粒子，构建一种壳聚糖/纳米银复合薄膜。研究了银离子在壳聚糖薄膜表面的吸附行为，并采用EDAX能谱仪和扫描电子显微镜（SEM）对还原前后的壳聚糖/纳米银薄膜进行了表征。采用抑菌圈实验研究了薄膜

2、的抗菌性能，结果证明壳聚糖/纳米银复合薄膜具有良好的抗菌性能。关键词：壳聚糖，纳米银，抗菌，敷料1.引言皮肤是人体的重要器官，是机体与外界的天然屏障与沟通的桥梁。皮肤可以避免机体内水分和电解质等物质的流失，保护机体免受外界环境中的辐射、化学物质、细菌以及病毒的直接危害。同时，通过代谢皮肤可以调节机体内部水分和其它物质的平衡，调节人体体温，并起到感知外界信息的作用。由于烧伤、创伤和皮肤溃疡等原因,可能导致皮肤组织的大面积缺损。皮肤缺损容易造成细菌感染、体液流失，并引起各种并发症。在进行自体皮或其他永久性人工皮肤移植前，

3、临时性敷料能有效防止创面感染和脱水,在创面处维持有利于愈合[1]的湿润环境，起到创面保护的作用。近年来，壳聚糖作为一种天然生物材料，被广泛应用于创面敷料、可吸收手术缝合线、缓释药物载体、酶固定、抗凝血剂以及眼科材料等领域。壳聚糖具有一定的抗菌作用，其基本原理是通过在细菌体内吸附带阳离子的细胞质，干扰菌体代谢，阻断细菌对营养物质的吸[2]收，从而实现其抗菌作用。然而，壳聚糖的抗菌性受分子量和pH值影响。寡聚糖和低分子量的壳聚糖的抑菌效果较好，随分子量上升，壳聚糖的抗菌效果逐渐下降。据研究报道，壳[3]聚糖对金属离子具有

4、较强的鳌合作用。本研究利用壳聚糖对银离子的鳌合作用，通过紫外光还原，在壳聚糖薄膜表面原位生成分布均匀的纳米银颗粒，利用壳聚糖和纳米银的协同抗[4]菌作用，构建一种新型的薄膜型抗菌敷料。2.实验部分2.1试剂及仪器主要试剂：壳聚糖购自浙江玉环海洋生物有限公司，脱乙酰度>95%，相对分子质量为56.1×10。乙酸、硝酸银购自杭州化学试剂厂，分析纯，直接使用。大肠杆菌菌株购自杭州天和微生物公司，直接使用。营养肉汤、水解酪蛋白琼脂（MH琼脂）培养基购自杭州天和微生物公司，灭菌后使用。实验仪器：200W紫外灯，紫外－可见吸收光

5、谱仪（UV-2550，Shimadzu），扫描电子显微镜（SEM，SIRION），EDAX能谱仪（GENESIS-4000）。2.2壳聚糖薄膜的制备称取一定量的壳聚糖，将其溶于3%的乙酸溶液中配成2wt%的壳聚糖溶液，用G-2砂心-1-http://www.paper.edu.cn漏斗滤去其中不溶物，得到淡黄色透明粘稠溶液。移取6ml滤液，浇铸在有机玻璃模具中，50℃下干燥5h成膜。然后，将浇铸的薄膜于1M的NaOH溶液中浸泡5min，取出后真空烘箱35℃烘干备用。2.3壳聚糖/纳米银薄膜敷料的制备将壳聚糖薄膜于室温

6、下浸泡于0.1M硝酸银溶液中。30min后取出，用氮气吹干。然后，将吸附了硝酸银的薄膜置于200W紫外灯下照射15min，即可获得壳聚糖/纳米银薄膜。所制得样品避光保存。2.4银离子在壳聚糖薄膜表面的吸附行为将壳聚糖薄膜浸泡在0.1M硝酸银溶液中，每隔一定的时间将薄膜取出，用紫外－可见吸收光谱测定硝酸银溶液在330nm处的吸光度。通过测定吸附不同时间后硝酸银溶液的吸光度值，获得银离子在壳聚糖薄膜表面的吸附行为及其饱和吸附时间。2.5壳聚糖/纳米银薄膜表征采用EDAX能谱仪，检测壳聚糖薄膜中银的存在。采用扫描电子显微镜

7、比较还原前后壳聚糖/纳米银薄膜的形貌。2.6壳聚糖/纳米银薄膜的抗菌性能评价采用细菌培养液扩增菌株，并制备MH培养板备用。采用常规抑菌圈法表征敷料的抗菌性能。用消毒棉棒蘸取一些大肠杆菌悬液，均匀涂在预先准备好的MH琼脂板上，每次转动培养皿60°，重复4次，最后再在培养盘四周刮涂3次，以保证涂菌均匀。将含菌的培养皿静置5min左右，使得所有悬液均被琼脂吸收。再将经过消毒处理的含纳米银壳聚糖薄膜及其对照样贴在MH琼脂板上。每个样品的间距大于20mm，且样品离培养盘边界亦需大于15mm。将培养盘置于37℃的恒温摇床内培养，

8、隔一定时间观察抑菌圈的大小，以评价样品的抗菌性能。3.结果与讨论3.1壳聚糖/纳米银薄膜表征图1是硝酸银溶液的吸光度值随壳聚糖薄膜浸泡时间的变化曲线。由图可见，随着壳聚糖薄膜在硝酸银溶液中浸泡时间的延长，硝酸银溶液中的银离子浓度逐渐降低，并呈现一个先快后慢的变化规律。当壳聚糖薄膜的浸泡时间延长至30分钟左右，进一步延长浸泡时间对硝酸银溶液的吸光