李宇飛　趙建寧　張文俊　綜述　章建林　審校

自古以來，各種形式的銀被應(yīng)用于創(chuàng)面細(xì)菌感染的治療。但隨著一些抗生素的出現(xiàn)，這些銀的應(yīng)用顯著下降。由于復(fù)雜病原菌所致的感染性疾病的增加以及抗生素耐藥的發(fā)生，制藥公司和研究者正在尋找新的抗菌制劑。目前，納米材料因其具有高表面積/體積比，以及獨(dú)特的化學(xué)和物理特性已成為新的抗菌制劑。近年來隨著納米技術(shù)的發(fā)展，將銀的尺寸調(diào)節(jié)到納米大小，使金屬的化學(xué)、物理及光學(xué)性質(zhì)有了極大的改變。納米級別的金屬銀是一種潛在的抗菌劑。由于一些病原菌對大部分抗生素產(chǎn)生耐藥性，因此納米銀的應(yīng)用也變得極為重要。因此，納米銀被廣泛地應(yīng)用于各個醫(yī)療領(lǐng)域，包括銀為基礎(chǔ)的輔料、藥用銀涂層設(shè)備，如納米凝膠、納米洗劑等，本文就新型抗感染納米銀創(chuàng)面修復(fù)材料的研究進(jìn)展綜述如下。

1 概述

以制造納米級新材料為目的的科學(xué)和技術(shù)應(yīng)用使得納米技術(shù)有了飛速的發(fā)展。“納米”嘲是指十億分之一米或10^-9米?！凹{米技術(shù)”最早于1974年由東京理科大學(xué)的Norio Taniguchi教授提出，用以描述納米級材料制造的精度。Feynman教授曾在“Theres plenty of room at the Bottom”演講中提出了納米技術(shù)的概念。生物納米技術(shù)整合了生物技術(shù)和納米技術(shù)用于發(fā)展納米材料的生物合成和環(huán)保領(lǐng)域應(yīng)用。納米粒子是指尺寸范圍在1～100nm的原子簇?！凹{米”是一個希臘單詞，意指非常的小。納米顆粒因其獨(dú)特的化學(xué)、光學(xué)和機(jī)械屬性，在21世紀(jì)發(fā)展迅速。金屬納米顆粒由于其較大的表面積與體積比，顯示出了卓越的抗菌活性，因其對金屬微粒耐藥的微生物、抗生素及耐藥菌株所顯示出的抗菌能力，使其越來越受到研究者的青睞。不同的納米材料，如：銅、鋅、鈦、鎂、金和銀等均已實(shí)現(xiàn)，但與其他納米材料相比銀納米顆粒在抗細(xì)菌、病毒及原核生物效果方面顯示出了最佳療效。然而，納米銀顆粒作為藥用消毒劑存在一些危險性，如：暴露在銀環(huán)境下可導(dǎo)致銀中毒，并對哺乳動物細(xì)胞存在毒性。目前研究顯示，采用銀離子或金屬銀以及納米銀顆?？捎糜谥委煙齻?、制成牙科材料、不銹鋼材料涂層，紡織面料，水處理及防曬乳液等，且對人體細(xì)胞毒性較低，具有高熱穩(wěn)定性以及低波動性。

2 銀作為抗菌材料

銀用于治療燒傷和慢性傷口已有數(shù)百年歷史。最早在公元前1000年，銀就被用于飲用水的處理。硝酸銀是以固體形式被應(yīng)用的，其有不同的短語形式，英語中稱為“Lunar caustic”，拉丁語中稱為“Lapis infernale”，而法語中稱為“Pierreinfernale”。1770年，硝酸銀開始用于治療性病、唾液腺瘺、肛周膿腫以及骨膿腫。19世紀(jì)，采用硝酸銀除去肉芽組織，并促進(jìn)上皮細(xì)胞再生，使創(chuàng)面得以愈合。不同濃度的硝酸銀可用于新鮮燒傷的治療。1881年，Crede等使用硝酸銀滴眼液治愈了新生兒眼炎。Crede設(shè)計了銀浸漬敷料用于植皮治療。20世紀(jì)40年代，青霉素誕生后，銀在細(xì)菌感染治療中的作用大大降低。20世紀(jì)60年代，Moyer采用0.5%硝酸銀用于燒傷的治療，使得銀再次得到使用。這一方法不會影響表皮細(xì)胞的增殖，同時能夠具有抗金黃色葡萄球菌、綠膿桿菌、大腸桿菌的作用。1968年，硝酸銀聯(lián)合磺胺合成了磺胺嘧啶銀乳膏，它可作為一種廣譜抗菌劑，并被用于燒傷的治療。磺胺嘧啶銀對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、克雷伯菌和假單胞菌均具有有效的抗菌作用。并且，還具有一定的抗真菌和抗病毒活性。近年來，由于抗生素耐藥菌的出現(xiàn)，以及臨床上抗生素使用的局限性，使得含有不同水平銀的銀傷口敷料重新得到重視。

3 作用機(jī)制

銀對微生物的確切作用機(jī)制目前尚不完全明了，但根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)在細(xì)菌細(xì)胞形態(tài)和結(jié)構(gòu)方面發(fā)生變化，從而提出了金屬銀、銀離子、納米銀粒子可能的作用機(jī)制。

3.1 銀的作用機(jī)制：根據(jù)細(xì)菌細(xì)胞呼吸酶研究的發(fā)現(xiàn)結(jié)果提示，銀的作用機(jī)制與銀和巰基化合物的相互作用聯(lián)系在了一起。銀可與細(xì)菌細(xì)胞壁和細(xì)胞膜相結(jié)合，參與移植呼吸過程。大腸桿菌中，銀通過抑制磷的吸收，釋放磷、甘露醇、琥珀酸鹽、脯氨酸及谷氨酸而發(fā)揮作用。

3.2 銀離子的作用機(jī)制：銀離子的抗菌作用機(jī)制可能尚不明確，但是可以通過觀察細(xì)菌結(jié)構(gòu)和形態(tài)學(xué)的變化情況研究銀離子的作用機(jī)制。這就提示當(dāng)DNA分子處于放松狀態(tài)時，DNA的復(fù)制能夠有效的進(jìn)行。但是當(dāng)DNA處于凝集形式時，就失去了復(fù)制能力，當(dāng)銀離子滲透進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)后，DNA分子變?yōu)槟问讲⑹蛊鋸?fù)制能力喪失，進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞的死亡。此外，已有研究報道稱重金屬通過與巰基粘附，與蛋白起反應(yīng)，進(jìn)而使蛋白滅活。銀離子在銀沸石的抗菌活性中起關(guān)鍵作用。Matsumura等曾報道，銀沸石的作用可能是由于細(xì)菌細(xì)胞攝取了銀離子，使銀沸石與細(xì)菌接觸，抑制細(xì)胞功能，使細(xì)胞破壞。其次，銀沸石可以通過產(chǎn)生活性氧分子，抑制呼吸作用。

3.3 納米銀粒子的作用機(jī)制：納米銀粒子的抗菌性能要優(yōu)于其他鹽類，這主要是由于其具有極大的表面積，使之能夠更好地與微生物所接觸。納米粒子能夠附著于細(xì)胞膜，也能夠滲透入細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)。細(xì)菌細(xì)胞膜具有含硫蛋白，而納米銀粒子能夠與細(xì)胞內(nèi)的這些蛋白相互作用，同時也能夠與含磷化合物相互作用，如DNA。當(dāng)納米銀粒子進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞后，可在細(xì)菌的中心形成一個低分子量區(qū)域，細(xì)菌向該區(qū)域聚集，使DNA免受銀離子損害。納米銀粒子有效攻擊呼吸鏈、細(xì)胞的分化，最終導(dǎo)致細(xì)胞的死亡。納米銀粒子可向細(xì)菌細(xì)胞中釋放銀離子，增強(qiáng)殺菌活性。

4 應(yīng)用

已知銀以金屬納米形式均具有較強(qiáng)的抗菌性能，因此銀已在不同的領(lǐng)域得到廣泛使用。Fe₃O₄附著納米銀粒子可用于水處理并通過磁場可容易清除，以避免對環(huán)境造成污染?；前粪奏ゃy由于其能夠緩慢而穩(wěn)定地與血清及其他體液反應(yīng)，可使燒傷創(chuàng)面較好的愈合。納米銀敷料、藥膏及凝膠可減少慢性傷口的細(xì)菌感染。含納米銀粒子的聚醋酸乙烯納米纖維作為創(chuàng)面敷料已顯示出了卓越的抗菌性能。報道稱，在動物模型研究中，納米銀粒子顯示出了較好的創(chuàng)面愈合性能，使創(chuàng)面更為美觀、瘢痕愈合。銀浸漬醫(yī)用設(shè)備如外科口罩及可植入性醫(yī)療設(shè)備等均顯示出了良好的抗菌效應(yīng)。環(huán)保型抗菌納米涂料也已得到開發(fā)。無機(jī)復(fù)合材料用做各種產(chǎn)品的防腐劑。硅凝膠微球與硅硫代硫酸混合具有長效抗菌活性。治療燒傷和各種感染，銀沸石被應(yīng)用于食品的保存、消毒以及產(chǎn)品的凈化。納米銀粒子可用于水的過濾。

5 小結(jié)

總而言之，在各種不同的抗菌劑研究中，銀是被廣泛研究的，自古以來銀都被用于抗感染和防腐。銀離子、銀復(fù)合物及納米銀粒子的抗細(xì)菌、抗真菌和抗病毒性能也被進(jìn)行了廣泛而深入的研究。與其他抗生素相比，微生物似乎對銀不會產(chǎn)生耐受性，而且銀具有廣譜抗菌作用。納米銀粒子因其獨(dú)特的理化特性，可作為新型抗菌劑的良好選擇。此外，納米銀粒子以不同形式得到廣泛應(yīng)用，例如：創(chuàng)面敷料、醫(yī)療設(shè)備的涂層、納米銀浸漬織物等。納米銀粒子浸漬的優(yōu)點(diǎn)在于能夠持續(xù)釋放銀離子，并可通過內(nèi)外兩次涂層來提高其抗菌效果。納米銀粒子治療燒傷創(chuàng)面可獲得良好的外觀效果，促進(jìn)瘢痕組織愈合。

由此可得出結(jié)論，金屬銀自古沿用至今。然而，隨著納米銀粒子的發(fā)展及其作為抗菌劑的使用，需要進(jìn)行深入研究觀察其毒性情況。尚有一些問題有待解決，例如：納米銀與細(xì)菌細(xì)胞的確切作用機(jī)制，納米粒子的表面積是如何影響其抗菌活性的，如何使用動物模型更好地研究銀敷料的抗菌效果，以及如何明確各種銀敷料的毒性情況等。