银离子的释放及敷料的抗菌性能.pdf

第2 8卷第 1 期 2 0 0 7 年 1 月 纺织学报 J o u r n a l o f T e x t i l e Re s e a r c h V D 1 2 8 No 1 、J a n 2 O 0 7 文章编号：0 2 5 3 9 7 2 1(2 0 0 7)0 1 0 1 2 0 0 4 银离子的释放及敷料的抗菌性能 秦益民(嘉兴学院 生化材料研发中心，浙江 嘉兴3 1 4 0 0 1)摘 要 为了确定不同的含银医用敷料在银的释放量和释放速度上的区别，分析了几种含银医用敷料释放银离子 的性能。介绍了测试抗菌性能的 3 种方法，并总结了含银医用敷料的抗菌性能及临床疗效。结果显示，不同的伤 口对银离子的释放量有不同的要求。烧伤病人的伤口特别容易受感染，因此在烧伤伤 1：1 上使用的含银医用敷料的 银离子释放量高，在伤1：1 上可以维持较高浓度的银。在高吸湿性的医用敷料中，细菌和伤1：1 渗出液一起被吸进敷 料，从敷料上释放出少量的银离子即可达到抗菌的目的。关键词 医用敷料；抗菌性能；银离子；伤口；护理 中田分类号：T S 1 0 1 9 2 1 文献标 识码：A Re l e a s e o f s i l v e r i o n s a n d t h e a n t i mi c r o b i a l p r o p e r t i e s o f t h e wo u nd d r e s s i n g s Q I N Y i m i n (B i o c h e m i c a l M a t e r i a ls R e s e a r c h a n d t 却m e n t C e n t e r，J i a x i n g C o l l e g e，J i a x 垤，Z he j i a n g 3 1 4 0 0 1 C h n a)Ab s t r a c t I n o r d e r t o d e t e r mi n e t h e a mo u n t a n d s p e e d o f s i l v e r i o n r e l e a s e f r o m d i ffe r e n t s i l v e r-c o n t a i n e d wo u n d d r e s s i n g s，t h i s p a p e r a n a l y z e d t h e s i l v e r r e l e a s e p r o p e r t i e s o f s e v e r a l s i l v e r-c o n t a i n e d d r e s s i n g sT h r e e a n t i mi c r o b i al t e s t me t h o d s we re d e s c rib e d a n d t h e a n t i mi c r o bi a l p e rf o r ma n c e s o f v K r i o u s s i l v e r p r o d u c t s we re s u mm a ri z e d R e s u l t s s h o w e d t h a t d i ff e ren t t y p e s o f w o u n d s req u i re d i f f e ren t a mo u n t s o f s i l v e r i o n s B u m wo u n d s a re e a s y t o b e i n f e c t e d，S O t h e y req u i re a l a r g e a mo u n t o f s i l v e r f r o m t h e d res s i n g i n o rde r t o ma i n t a i n a h i g h e r s i l v e r c o n c e n t r a t i o n o n t h e w o u n d Wi t h h i g h l y a b s o r b e n t w o u n d d res s i n g s，b a c t e r i a a n d e x u d a t e s a re ab s o r b e d i n t o t h e d r e s s i n g a t t h e s a me t i me，t h u s o n l y a s ma l l a mo u n t o f s i l v e r rel e a s e d f r o m t h e d res s i n g wo u l d b e e f f e c t i v e i n a c h i e v i n g a n t i mi c r o b i a l e ffe c t Ke y wo r ds wo u n d d r e s s i n g；a n t i mi c r o b i a l p rop e r t y；s i l v e r i o n；wo u n d；n u r s i n g 可持续释放银离子 的含银医用敷料已成功地应 用于伤 口护理中，并 取得很好 的效果。这些产品 在银的总含量、银离子的释放速度以及它们对伤 口 愈合所起的作用上有很大 的区别。本文介绍了 不同含银 医用敷料 释放银 离子的性能，并且分析了 含银医用敷料的抗菌性能。1 含银医用敷料释放银离子的性能 在临床上，含银 医用敷料的主要功能是在伤 口 上释放出银离子，避免创 面有细菌侵入(如 S m i t h&N e p h e w公司的 A c t i c o a t 产品)。此外，一些含银产品 能吸收伤 口产生 的带细菌的渗 出液，而渗出液被吸 入敷料后能进一步促进银离子的释放，起到持续 的 抗菌 作用(如 C o n v a T e c公 司的 A q u a c e l A g产 品和 J o h n s o nJ o h n s o n公司的 A c t i s o r b S i l v e r 产品)。临床 上释放银的主要产 品有 3种类 型：1)含银量高并 且 释放速度快的产 品，适 合用于渗 出液多细菌感染严 重的伤口；2)银离 子的释放速度缓慢，但是可 以持 续释放类产品，这 类材料的主要功 能体现在载体材 料上，如聚氨酯泡沫能控制伤口产生的渗出液，水凝 胶能辅助伤口的脱疤等；3)含银量低 的产品，被用 在低感染的伤 口上隔离外来细菌侵入。研究结果表明银离子的释放与敷料内银的含量 收稿日期：2 0 0 60 1 2 O 修回日期：2 0 0 6 0 9 2 O 基金项目：浙江省自然科学基金资助项目(Y 4 0 5 0 3 0)作者简介：秦益民(1 9 6 5 一)，男，博士。主要研究领域为功能性纤维。E-m a i l：y i m i n q i n h o t m a l 1 c o m。维普资讯 http:/ 第 1 期 秦益民：银离子的释放及敷料 的抗菌性能 1 2 1 以及 敷料从伤 1 3上所 吸收 的渗 出液 的量有 关。C o l o p l a s t 公司的 C o n t r e e t F o a m产 品在被应用到渗 出 液很多 的伤 13上7 d内可 以 释放 出 7 0 的 银，而 C o n t r e e t H y d r o c o l lo id 产品被使用在低渗出液伤口上 7 d 内只释放出 3 3 的银。S m i t h a n d N e p h e w公 司 的 A c t i c o a t 产 品含银量很高，可 以在2 d 内使伤 口上 银的质量浓度维持在 5 01 0 0 m s L 。图 1 显示 了不 同 的含银 医用敷料与液体 接 触 后，在不同时间 内溶液 中银离子 的含量 。可 以看 出，含银量高的 S i l v e r l o n和 A c t i c o a t 产品释放出的银 离子比其它产品高出很多。由于所含的金属银与溶 液的反应很慢，与这 2种产品接触 的溶液中的银 离 子质量浓度随着时间 的增长而增长。与此相反，由 于 A q u a c e l A g 产品中的银为离子状 的银，在与液 体 接触后很快就释放，溶液中银离子 的质量浓度在短 时 间内达到平 衡。砷 县 、崔 捌 慑 H 豫 接触时 间，h 图 1 不 同含银 医用敷料释放银离子的性能 Fi g 1 Re l e a s e o f s i l v e r i o n s f r o m d i ffe r e n t s i l v e r c o nt a i n i n g wo u n d d r e s s i n g s 文献 8 用原子吸收光谱分析 了从伤 口上采集 的样品中银的含量。结果显示，所有从敷料上释放 出的银被伤 口渗出液或伤 口上的碎片吸收。伤 口渗 出液吸收银离子的能力与它的黏度成正比，敷料释 放银的量与它所吸收的水分有密切的关系。吸收进 创面的银离子在停止使用含银敷料的几个星期后消 失。将含银量 高的 A c t i c o a t 7产 品使用在有黏稠渗 出液的伤口上后，银的释放量是最高的，而使用含银 低的 A c t i s o r b S i l v e r 或 A q u a c e l A g 产 品时，伤 口上 的 银含量很低。在伤 口周边的干燥皮肤碎片中银含量 极低，反映出可以与银 离子结合 的蛋 白质的量在干 燥状态下很少。在皮肤上，从敷料上 释放出来 的银离子与蛋白 质结合后形成暂时的“银 库”，银与蛋 白质形成的复 合物是无色的。这个“银库”可 以延长产 品的抗菌 作用。2 含银医用敷料抗菌性能的测试方法 含银 医用敷料是用来处理或预防伤 口感染，所 以产品的抗菌性能是最主要 的性能。测试敷料的抗 菌性能有 3 种方法：用平板法测试抑菌圈可以模拟 产品在潮湿或有轻度渗出液的伤 13上时敷料控制细 菌增长的能力；细菌攻击试验可以测试敷料杀死悬 浮在溶液中的细菌的能力；细菌穿透试验可以确定 细菌在穿过敷料过程 中的生存能力。2 1 抑菌圈测试 法 这种测试法反映了敷料释放抗菌物质的能力，是一种测试 抗生素 抑制细 菌活性 常用的方 法 。测试 时在含有一层 5 m m厚 的牛 肉胨 培养皿 中，将 0 2 m L 的受 试 细菌 均 匀 地 涂 在 牛 肉胨上 后 静 止 1 5 min 使表面干燥。把切成4 0 m m 4 0 m m的敷料片 放置在牛肉胨上，然后在3 5下培养2 4 h 后观测抑 菌圈。如果有抑菌 圈，测定其直径。为 了测定敷料 持续抗菌的能力，把敷料从牛 肉胨 上去除后放 置在 另一个新制备的牛肉冻培养皿 中重复上述 的试验。2 2 细菌攻击试 验法 把0 2 m L 的受试 细菌溶 液加到4 0 m m4 0 m m 的敷料上在培养箱 中放置 2 h，然后转移到1 0 m L 的 质量分数为 0 1 的牛肉胨溶液 中，用离心法把敷 料中的含菌溶液与敷料分离后测定溶液中细菌的含 量。如果溶液中有细菌，则溶液和敷料 的接触 时间 可以延长 1,1 4 h，如果还有细菌，则继续延长到2 4 h。2 3 细菌穿透试 验法 在一个标准的琼脂胶培养皿 中，切除 2小 条的 琼脂胶，使中间剩下 的 1条琼脂胶与周边的琼脂胶 分开。然后在中间的小条上涂上受试细菌的溶液，短时间干燥后，把 3条 1 0 m m 5 0 m m的受试敷料条 以类似小桥的形式横在中间涂 了细菌的琼脂胶和周 边无菌的琼脂胶之间，并在去除 2条琼脂胶的中间 空缺处加入无菌水后培 养2 4 h。在此过程 中，琼脂 胶吸收的水被敷料吸收，细菌也会顺着液体从 中间 的小条上向周边扩散。如果敷料没有杀菌作用，则 在周边的琼脂胶上会形成菌落。维普资讯 http:/ 1 2 2 纺织学报 第 2 8卷 3 试验和临床观察到的抗菌性能 目前国际市场上含银医用敷料的银含量大约在 1 6 1 0 9 ra g 1 0 0 c r n 2 范围内。由于不 同产品的银含 量有很大的差异，不 同产品的抗菌性能也有很大 的 变化。一般来说，含银量越高的产品其抗菌性能也 越强。文献 7 在对含银医用敷料的研究 中发现，就 金黄色葡萄球菌而言，含银量较高的 A c t i c o a t 产品在 2 h 内有明显杀菌作用，而较低 的 A c t i s o r b S i l v e r 2 2 0 产品在4 h 后才能阻止细菌的繁殖。在测试大肠杆 菌时，A e t i c o a t 产 品在 接触2 h 后溶液 中已经没有 细 菌的存在，而 A c t i s o r b S i l v e r 2 2 0产品在2 4 h 后都可以 发现细菌。除了银的总含量外，其它一些 因素也对抗菌性 能有一定的影响。比如银在敷料 中的分布、银的化 学形式、以及敷料对 水分的亲和力等。涂在材料表 面的银比“锁”在材料 内部的银更能起到抗菌作用，以离子状态存在的银 比金属银的抗菌作用更强。尽管 A q u a c e l A g 产 品的含银量 比较低，由于它 能吸收大量的液体，使银离子很容易地释放出来，所 以它具有 很好 的抗 菌性 能。与 A q u a c e l A g产 品相 似，S i l v a s o r b的含银量也 比较低，但是作为一种水凝 胶体，其所含的银可以很容易地释放出来，起到很好 的杀菌作用。图 2显示 了 S i l v a s o r b产品对大肠杆菌 和金黄色葡萄球菌的抗菌作用，在4 h 内能完全杀死 大肠杆菌，在3 h 内完全杀死金黄色葡萄球菌。一 赫 粗 熹 一 l 2 3 4 5 6 接触时间 h (a】大肠 杆菌 一 巅 粗 彝 V 接触时问 h (b)金黄色葡萄球菌 图 2 S i l v a s o r b 对大肠杆菌 和金黄色葡萄球 菌的抗菌作用 F i g 2 An t i mi c r o b i a l e ffe c t o f Si l v a s o r b a g a i n s t c o l i f o r m(a)a n d a u o u s s t a p h y l o c o c c u s(b)林爱红等人对含纳米银的抗菌医用敷料的性能 进行了研究。结果显示这种材料在1 0 m i n 内对金黄 色葡萄球菌和白色念珠 菌的杀灭率分别为 9 5 3 9 和 9 3 2 8 。Y i n等人 比较了 A e t i e o a t、硝 酸银、磺 胺嘧啶银和醋酸 甲磺灭脓的抗菌性能，测定了它们 的最低抑菌浓度(MI C)和杀菌浓度(MB C)。结果显 示醋酸甲磺灭脓的 MB C高于 MI C，说明它的作用 主 要是抑制细菌增长。而含银产品的 MI C和 MB C基 本相同，说明它们的抗菌作用主要是杀菌o 12 文献 1 3 和 1 4 比较了 A e fi e o a t、硝酸银水溶液 以及磺胺嘧啶银 霜剂对 1 1 种具有抗生素抵抗性细 菌的抗菌作用。结果显示 A e t i e o a t 产 品的杀菌效果 最好。在另外一项研究中发现，A e t i e o a t 产品对烧伤 伤 口上的霉菌也有很快的抑制作用。4 含银医用敷料的疗效 试验和临床结果 显示，银离子可以在减少感染 的同时强化伤 口的上皮化过程，并且通过金属蛋 白 酶的作用起到消炎 的作用 坫 。临床上使用 硝酸 银和磺胺嘧啶银后都可以看到促进伤 口的上皮化的 现象 。银可 以引发伤 口周 边上皮细胞和真 皮 中 胶原 细胞 所 含 金属 硫 蛋 白(MT 一 1和 M T-2)的活 性。金属 硫蛋 白中的半胱 氨酸含 量 高，分子 量 低，有促进有丝分裂 的作用。它们也可以帮助皮肤 组织抵抗镉、汞等金属的毒性u 。在老 鼠试 验中发现，使用含银敷料后皮肤 中的 锌含量有所提高，锌金属酶的含 量也有所提高。这 使上皮细胞的数量增加，因而改善 了皮肤的上皮化。在用 0 0 1 一1 0 的硝酸银处理皮肤后发现，皮肤 中的钙离子含量有所提高，也在一定程度上促进了 伤 口的上皮化。文献 2 1 在猪的伤 口上 比较 了 A c t i c o a t 产品和 石蜡 纱布 的性 能。结果显 示，在 动物试验 中，采用 A c t i e o a t 产品，伤 口完全 愈合 的时 间是 石蜡纱 布的 7 0 5 结 语 不同的伤 口对银离子的释放量有不同的要求 烧伤病人的伤 口特别容易受感 染，因此在烧伤伤 口 上使用的含银医用敷料释放 的银离子量高，在伤 口 上可以维持较高浓度的银。在高吸湿性的医用敷料 中，细菌和伤 口渗 出液一起被吸进敷料，从敷料上释 放 出少量的银离子即可达到抗菌的目的。从含银医 用敷料中释放出的过量的银可 以被伤 口渗出液和伤 口上的碎片吸收，在一定程度上保护了伤 口和人体。含银医用敷料可以安全地使用在慢性伤 口和烧伤伤 舻 维普资讯 http:/ 第 1 期 秦益民：银离子的释放及敷料的抗菌性能 l 2 3 -口上。它可以控制伤 口上细菌的繁 殖，促进伤 口的 愈合。参考文献：【1 L a n s d o w n A B G S i l v e r 1：i t s a n t i m i c ro b i al p r o p e r t i e s a n d m e c h a n i s m o f a c t i o n J J Wo u n d C a r e，2 0 0 2(1 1)：1 2 5 1 31 2 hi l s d o w n A B GA r v i e w o f s i l v e r i n w o u n d c a r e：f a c t s a n d f a l l a c i e s J B r J N u t s，2 0 0 4(1 3)：6 1 9 3 K a r l s m a r k T，A g e r s l e v R H，B e n d z S H C l i n i c al p e rfo r ma nc e o f a no w s i l v e r d r e s s i n g，Co n t r e e t F o a m，f 0 r c h r o n i c e x u d i n g l e g u l c e r s J J Wo u n d C a r e，2 0 0 3(1 2)：3 513 5 4 4 wr i g h t J B，H a n s e n D L，B u r r e l l R ET h e c o m p a r a t i v e e ffic a c y o f t wo a n t i mi e rob i al b a r r i e r d res s i n g s：i n v i t r o e x ami n a t i o n o f two c o n t m U e d r e l e a s e s i l v e r d r e s s i n g s J j Wo u n d s，1 9 9 8，1 0(6)：1 7 91 8 8 5 L a n s d o w n A B G，J e n s e n K，J e n s e n M QC o n t r e e t h y d r o c o l hi d and c o n t ree t f o a m：an i n s i g h t i n t o n e w s i l v e r-c o n t a i n i n g d r e s s i n g s J J Wo und C a r e，2 0 0 3，1 2(6)：2 0 5 21 0 6 T red g e t t E E，S h a n k o w s k i H A，G ro e n e v e l d A，e t a1A ma t c h e d p a i r，r an d o mi s e d s t u d y e v alua t i n g t h e e ffic a c y a n d s a f e t y o f a c t i c o a t s i l v e r-c o a t e d d r e s s i n g f o r the t r e a t me n t o f b u m w o u n d s J J B u r n C a r e R e h a b i l，1 9 9 8，1 9(6)：5 3 1 5 37 7 T h o m a s S，M c C u b b i n P A n i n v i t ro anal y s i s o f the a n t i mi e robi al p r o p e r t i e s o f 1 0 s i l v e r-c o n t a l n i n g d r e ss i n g s J J Wo u n d C a re，2 0 0 3，1 2(8)：3 0 5 0 8 8 L a n s d o w n A B G，Wi l l i a m s A，C h a n d l e r S，e t a 1 S i l v e r a b s o r p t i o n a n d ant i b a c t e ri al e ffic a c y o f s i l v e r d r e s s i n g s J J Wo und C a r e，2 0 0 5，1 4(4)：2 0 52 1 0 9 D o l l e r y C S i l v e r s u l【p h a d i as i n e i n the r a p e u t i c d r u g s M L o n d o n：Ch u r e h i l l Li v i n g s t o n e，1 9 91 1 0 F u r r J R，R u s s e l l A D，T u rne r T D，e t a 1 A n t i b a c t e ri al a c t i v i t y o f A c t i s o r b P l u s，A c t i so r b a n d s i l v e r n i t r a t e J j J Ho s p i t a l I n f e c t i o n，1 9 9 4，2 7(3)：2 0 12 0 8 林爱红，秦彦珉，黄惠英，等 纳米抗菌剂抑菌杀菌性 能研究 J 实用预防医学，2 0 0 3，1 0(2)：1 6 8 1 7 0 Y i n H Q，L a n s fo r d R，B u r r e l l R E C o m p ar a t i v e e v al u a t i o n o f the an t i mi c rob i al a c ti v i t y o f A c t i c o a t a n t i mi c r o b i al b a r r i e r d res s i n g J J B u rn C a r e R e h abi l，1 9 9 9，2 0(3)：1 9 5 2 0 0 Wri g h t J B，L a m K，B u r r e l l R EWo u n d man a g e m e n t i n a n e ra o f i n c rea s i n g b a c t e ri a l a n ti b i o ti c r e s i s t a n c e：a rol e for t o p i c al s i l v e r t r e a t m e n t J A m J I n f e c t C o n t ro l，1 9 9 8，2 6 (6)：5 7 25 7 7 wri ght J B，L a m K，H a n s e n D E ffic a c y o f t o p i c al s i l v e r a g a i n s t f u ngal b u r n w o u n d p a th o g e n s J A m J I nfe c t C o n t r o l，1 9 9 9，2 7(4)：3 4 4 3 5 0 A g r e n M S，Mi ra s t s c h ij s k i U，K a r l s m ark T，e t a1 T o p i c a l s y n the t i c i n h i b i t o r o f ma t r i x me t all o p r o t e i n a s e s d e l a y s e p i d e r mal reg e n e r a t i o n i n h u ma n w o u n d s J E x p D e r m a t o l，2 0 0 1(1 0)：3 3 7 3 4 8 A g r e n M S Ma t r i x m e t al l o p ro t e i n a s e s(M M P s)a r e re q u i red f o r re e p i the li al i s a t i o n o f c u t a n e o u s w o u n d s J A r c h De rm a t o l Re s，1 99 9，2 91：5 8 35 9 0 L an s d o wnA B G，S a mp s o n B，La u p a t t a r a k ase m P，e t a1 S i l v e r a i d s h e ali n g i n the s t e ri l e w o un d：e x p e r i me n t a l s t u d i e s i n t h e l abo ra t o r y r a t J B r J D e rma t o l，1 9 9 7，1 3 7：7 2 8 7 3 5 L a n s d o wn A B G，S a mps o n B，Ro we AS e q u e n t i a l c h ang e s i n t r a c e m e t a l，me t all o t h i o n e i n a n d c al mo d u l i n c o n c e n t r a t i o n s i n h e a l i n g w o u n d s【J J A n a t，1 9 9 9，1 9 5：3 7 5 3 8 6 B rem n e r I，B e a t t i e J H Me t a l l o thi o n e i n an d t h e t r a c e m e t al s J j A n n R e v N u t r，1 9 9 0，2 0 5：2 5 3 5 La n s d o wn A B G，S a mp s o n B，Ro we AS e q ue n t i a l c h a n g e s i n tr a c e me t a l，me t a l l o t h i o n e i n a n d c almo d u l i n c o n c e n t r a t i o n s i n h e a l i n g s k i n w o u n d s J J A n a t，1 9 9 9，1 95：3 7 52 8 6 Ol s o n M E，Wri g h t J B，L a m K，e t a1He a l i n g o f p o r c i n e d o n o r s i t e s c o v e r e d w i t h s i l v e r-c o a t e d d re s s i n g s J E u r J S u r g，2 0 0 0，1 6 6(6)：4 8 6 4 8 9 u H 坞 r-r-r-r-r L r L r L r L r L r L r L 维普资讯 http:/