CN106551950B - 一种具有广谱抗菌作用的磷镁晶须材料 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种具有广谱抗菌作用的磷镁晶须材料，其特征在于：所述磷镁晶须材料的形貌是枝柱状或片状，直径<10um，长度＞10um，长径比为≥15，主要成分是由磷、镁、氧组成的镁盐化合物，其磷、镁、氧总含量＞60wt％。该晶须材料的粉体或以其制备成一定浓度的液体，对细菌具有抑制作用，可作为抗菌材料应用到各种抑菌环境场所，并可作为人体的抗菌医用材料，如创面溃疡抗菌医用材料、骨填充抗菌医用材料、口腔抗菌医用材料等。

Description

一种具有广谱抗菌作用的磷镁晶须材料

技术领域

本发明属于抗菌材料领域，尤其是抗菌医用材料，特别提供一种具有广谱抗菌作用的磷镁晶须材料。

背景技术

随着抗菌材料及制备技术的不断提高，越来越多的抗菌产品及技术得到广泛的应用。人们已经不仅仅局限于对日常用品抗菌的要求，而是逐步转移到医疗卫生方面的应用。

目前人们在医疗上所用的抗菌材料基本分为两类，一类是以无机银、铜、锌离子为主的抗菌材料，另一类是以有机材料为主的抗菌材料。但用晶须材料作为抗菌材料应用还较少，尤其是在治疗人体创伤溃疡及骨填充材料方面，所用的晶须材料就更少了。基于此，本发明提供一种具有广谱抗菌作用的晶须材料，该材料能够解决人体创面及骨填充材料、口腔材料等存在大量细菌进而造成感染的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有广谱抗菌作用的磷镁晶须材料，该晶须材料的粉体或以其制备成一定浓度的液体，对细菌具有抑制作用，可在各种抑菌环境中应用，尤其可作为医用抗菌材料，在人体创面及骨填充材料、口腔材料方面应用。

本发明具体提供了一种具有广谱抗菌作用的磷镁晶须材料，其特征在于：所述磷镁晶须材料的形貌是枝柱状或片状，直径(长和宽)<10um，长度＞10um，长径比≥15倍，主要成分是由磷、镁、氧组成的镁盐化合物，其磷、镁、氧总含量＞60at％。其形貌尺寸可通过扫描电镜检测结果分析得出，成分可通过能谱图检测结果分析得出。

本发明所述具有广谱抗菌作用的磷镁晶须材料，其特征在于：所述磷镁晶须材料还含有Na、K、Cl之一种或多种。

本发明所述具有广谱抗菌作用的磷镁晶须材料，其特征在于：所述磷镁晶须材料为粉体。

本发明还提供了所述磷镁晶须材料的制备方法，其特征在于：采用纯度≥99.9％、粒径≥0.5mm的纯镁固体粉体材料制备，将该材料浸泡在含有一种或多种磷酸根盐、磷酸氢根盐、磷酸二氢根盐或其混合的盐溶液中，或者浸泡在含有磷酸根、磷酸氢根、磷酸二氢根与一种或多种不反应的其它盐的混合溶液中进行反应，反应温度为常温-60℃(优选30-60℃)，浸泡时间>30分钟。

本发明所述磷镁晶须材料的制备方法，其特征在于：所述磷酸根盐为Na₃PO₄、K₃PO₄、Ca₃(PO₄)₂之一种或多种，磷酸氢根盐为Na₂HPO₄、K₂HPO₄、CaHPO₄，磷酸二氢根盐为KH₂PO₄、Na₂HPO₄之一种或多种。所述其它盐为氯酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐之一种或多种。

本发明所述晶须纤维材料在生物模拟体液中，可以缓慢降解，改变溶液pH值，同时有镁离子生成。经测量其溶液的pH值由7.4变化到10.8。

本发明所述晶须纤维材料在抗菌试验中，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白念株菌都有抑制作用，具有广谱抗菌性，可以作为抗菌材料应用。

本发明所述晶须纤维材料本身为粉体，可直接用在人体创面上，作为创面溃疡抗菌医用材料使用；也可作为骨填充材料抗菌，或作为口腔抗菌医用材料使用，还可以配置一定浓度的液体产品，应用到抗菌环境中。

本发明所述磷镁晶须材料对多种细菌都有明显的抗菌作用，具有广谱性，可作为抗菌材料应用到各种抑菌环境场所，并可作为人体的抗菌医用材料，如创面溃疡抗菌医用材料、骨填充抗菌医用材料、口腔抗菌医用材料等。

附图说明

图1磷镁晶须纤维形貌及尺寸。

图2磷镁晶须纤维能谱。

图3实施例2磷镁晶须纤维pH值变化曲线。

图4实施例3磷镁晶须纤维pH值变化曲线。

图5实施例4金黄色葡萄球菌抗菌实验结果(图中左边为4.12mg晶须纤维，右边为0.25mg晶须纤维)。

图6实施例5大肠杆菌抗菌实验结果(图中左边为4.17mg晶须纤维，中间为2.10mg晶须纤维，右边为0.27mg晶须纤维)。

图7实施例6白念株菌抗菌实验结果(图中左边为4.14mg晶须纤维，右边为0.29mg晶须纤维)。

具体实施方式

实施例1

用精密天枰称取纯镁粉体10mg，其纯度≥99.9％，粒径≥0.5mm，放入容积为30ml的试管中。称取4克Na₃PO₄、2.5克NaCl、0.2克NaHCO₄、0.3克KH₂PO₄、0.4克MgSO₄，混合，加蒸馏水500ml配制溶液。用移液管取15ml所得溶液注入镁粉试管中，轻微摇晃3分钟后，常温或恒温加热至60℃，静置观察。发现溶液中有气泡生成，估计是氢气，2小时(常温)或30分钟(恒温加热至60℃)后，镁粉被腐蚀，有絮状物生成。

将絮状物用吸管吸出，放入广口玻璃瓶器皿中，用蒸馏水清洗3次以上，再用无水酒精清洗3次，然后将其放置于恒温箱中。温度定在85℃±0.5℃，时间2小时。待无水酒精挥发后，得到晶须纤维粉体，做扫描电镜样品，以观察样品形貌、尺寸大小，并用能谱确定材料主要成分元素。

经过扫描电镜检验，其结果为，该晶须形貌外形为柱状或片状纤维，尺寸大小为：直径(或片状纤维的长和宽)<10um，长度＞10um，长径比≥15倍。主要成分元素组成为磷、镁、氧元素，并含有微量的钠、钾、氯元素。主要成分元素磷、镁、氧总含量＞60wt％，所组成的镁盐化合物见附图1、2。

实施例2

用精密天枰分别称取4mg、2mg，1mg、0.5mg、0.25mg实施例1所得晶须纤维粉体，分别放入洁净的5个容积为5ml的试管中。再调配0.9％的生理盐水500ml备用，其pH值为7.4。

用移液管分别向含有晶须纤维粉体的五个试管中注入3ml的生理盐水。配制完后，分别轻微摇晃5个试管，一分钟后停止，晶须纤维粉体均匀悬浮在溶液中，静置，分别观察晶须纤维溶液3、5、7、9、24小时的变化。结果发现晶须纤维粉体变少，可以降解。检测溶液pH值，检测时，轻微摇晃试管一分钟，使其变为均匀悬浮液再测量。结果发现晶须纤维粉体降解的同时，可以改变溶液的pH值，具体请见附图3。

实施例3

用精密天枰分别称取2.52mg、2.05mg、1.58mg、1.04mg、0.55mg实施例1所得晶须纤维粉体，分别放入洁净的5个容积为5ml的试管中。再调配500mlpH值为7.4的生物模拟体液SBF备用。

用移液管分别向含有晶须纤维粉体的五个试管中注入3ml生物模拟体液SBF。配制完后，分别轻微摇晃5个试管，一分钟后停止，晶须纤维粉体均匀悬浮在溶液中，静置。分别观察晶须纤维溶液3、5、7、9、24小时的变化。结果发现晶须纤维粉体在模拟体液SBF中逐渐变小，9小时后几乎全部降解。检测溶液pH值，检测时，轻微摇晃试管一分钟，使其变为均匀溶液再测量。结果发现晶须纤维粉体降解的同时，可以改变溶液的pH值，具体请见附图4。

实施例4

采用制备好的晶须纤维进行金黄色葡萄球菌的抗菌试验，具体步骤如下：

一、试验材料：取晶须纤维样品，用精密天枰对样品进行称重，结果见表1：

表1 样品称重结果

序号	1	2	3	4	5
						重量mg	4.12	2.05	1.14	0.55	0.25

二、试验方法(共培养)

1.菌种斜面的制备：采用液体金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus(S)第三代活化到S第四代用作实验菌种。

2.实验步骤：

2.1样品的预处理

将称量好的样品放入5ml离心管中，紫外线照射30min，存放在无菌的洁净台中待用。

2.2制备菌悬液

用接种环取适量预先准备好的S第四代菌种，将菌苔移至装有0.9％生理盐水的试管中，用振荡器混匀，采用比浊法观察菌悬液浑浊度使其浓度达到10⁸cfu/ml，再逐级稀释至10⁵cfu/ml。

2.3接种菌液

取2ml菌液滴加在称有样品粉末的小离心管中，震荡5分钟使其充分溶解，放入培养箱中，保持温度在37℃±1℃，相对湿度90％条件下接触培养24小时。

2.4菌落计数

经接触培养24小时后的样品，分别加入20ml无菌水，反复冲洗样品机盖玻片，再将液体移入90ml离心管，用振荡器震荡45秒。每样液取100ul平行接种于2个营养琼脂培养基的平板中，用三角耙均匀涂开，将平板翻转后放入37℃±1℃恒温箱中培养24h后，做菌落培养计数。

3.计算抗菌率:

抗菌率R＝(A-B)/A×100％

式中：R—抗菌率，％；

A—对照样品与菌液接触一定时间后平均回收菌数，单位为菌落形成单位每毫升(cfu/ml)

B—试验样品与菌液接触一定时间后平均回收菌数，单位为菌落形成单位每毫升(cfu/ml)

金黄色葡萄球菌实验结果请见附图5。

晶须纤维材料抗菌结果：在此条件下，具有抗金黄色葡萄球菌作用。

实施例5

晶须纤维材料对大肠杆菌的抗菌试验

晶须纤维材料未变，实验方法、实验步骤同上。晶须纤维材料重量微变，实验菌种改为大肠杆菌。菌种斜面的制备：采用液体大肠杆菌菌种Escherichia Coli(E)第三代活化到E第四代用作实验菌种。

表2 样品称重结果

序号	1	2	3	4	5
						重量mg	4.17	2.10	1.12	0.56	0.27

大肠杆菌实验结果见附图6。

晶须纤维材料抗菌结果：在此条件下，具有抗大肠杆菌作用。

实施例6

晶须纤维材料对白念株菌的抗菌试验，

晶须纤维材料未变，实验方法、实验步骤同上，晶须纤维材料重量微变，实验菌种改为白念株菌。菌种斜面的制备：采用液体白色念珠菌菌种第三代活化到Monilia albican第四代用作实验菌种。

表3 样品称重结果

序号	1	2	3	4	5
						重量mg	4.14	2.08	1.15	0.57	0.29

白念株菌实验结果见附图7。

晶须纤维材料抗菌结果：在此条件下，具有抗白念株菌作用。

通过晶须纤维材料以上三个抗菌实验，说明该晶须纤维材料能够抗菌，并具有广谱抗菌作用，能应用到抗菌环境中。加之晶须纤维材料的主要成分元素为P、Mg、O，是人体常量元素，很适合做医用创伤溃疡、骨填充、口腔抗菌材料。

实施例7

用精密天枰称取纯镁粉体10mg，其纯度≥99.9％，粒径≥0.5mm，放入容积为30ml的试管中。称取3克Ca₃(PO₄)₂、2克NaCl、0.2克Na₂HPO₄、0.3克KH₂PO₄、0.4克MgSO₄，混合，加蒸馏水500ml配制溶液。用移液管取15ml所得溶液注入镁粉试管中，轻微摇晃3分钟后，常温下静置观察。发现溶液中有气泡生成，估计是氢气，2小时(常温)后，镁粉被腐蚀，有絮状物生成。

将絮状物用吸管吸出，放入广口玻璃瓶器皿中，用蒸馏水清洗3次以上，再用无水酒精清洗3次，然后将其放置于恒温箱中。温度定在85℃±0.5℃，时间2小时。待无水酒精挥发后，得到晶须纤维粉体，做扫描电镜样品，以观察样品形貌、尺寸大小，并用能谱确定材料主要成分元素。

经过扫描电镜检验，其结果为，该晶须形貌外形为柱状或片状纤维，尺寸大小为：直径(或片状纤维的长和宽)<10um，长度＞10um，长径比≥15。主要成分元素组成为磷、镁、氧元素，并含有微量的钠、钾、氯元素，主要成分元素磷、镁、氧总含量＞60wt％。该晶须具有抗金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和白念株菌的作用。

实施例8

用精密天枰称取纯镁粉体10mg，其纯度≥99.9％，粒径≥0.5mm，放入容积为30ml的试管中。称取5克Na₃PO₄、0.5克CaHPO₄、0.2克NaHCO₄、0.5克K₃PO₄、0.4克MgSO₄，混合，加蒸馏水500ml配制溶液。用移液管取15ml所得溶液注入镁粉试管中，轻微摇晃3分钟后，恒温加热至60℃，静置观察。发现溶液中有气泡生成，估计是氢气，30分钟(恒温加热至60℃)后，镁粉被腐蚀，有絮状物生成。

将絮状物用吸管吸出，放入广口玻璃瓶器皿中，用蒸馏水清洗3次以上，再用无水酒精清洗3次，然后将其放置于恒温箱中。温度定在85℃±0.5℃，时间2小时。待无水酒精挥发后，得到晶须纤维粉体，做扫描电镜样品，以观察样品形貌、尺寸大小，并用能谱确定材料主要成分元素。

经过扫描电镜检验，其结果为，该晶须形貌外形为柱状或片状纤维，尺寸大小为：直径(或片状纤维的长和宽)<10um，长度＞10um，长径比≥15。主要成分元素组成为磷、镁、氧元素，并含有微量的钠、钾、氯元素，主要成分元素磷、镁、氧总含量＞60wt％。该晶须具有抗金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和白念株菌的作用。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种具有广谱抗菌作用的磷镁晶须材料，其特征在于：所述磷镁晶须材料的形貌是枝柱状或片状，直径<10μ m ，长度＞10μ m ，长径比≥15，主要成分是由磷、镁、氧组成的镁盐化合物，还含有Na、K、Cl之一种或多种，其磷、镁、氧总含量＞60wt％；

采用纯度≥99.9％、粒径≥0.5mm的纯镁固体粉体材料制备，将该材料浸泡在含有一种或多种磷酸根盐、磷酸氢根盐、磷酸二氢根盐或其混合的盐溶液中，或者浸泡在含有磷酸根、磷酸氢根、磷酸二氢根与一种或多种不反应的其它盐的混合溶液中进行反应，反应温度为常温-60℃，浸泡时间>30分钟；所述磷酸根盐为Na₃PO₄、K₃PO₄、Ca₃(PO₄)₂之一种或多种，磷酸氢根盐为Na₂HPO₄、K₂HPO₄、CaHPO₄之一种或多种；磷酸二氢根盐为KH₂PO₄、NaH₂ PO₄之一种或多种。

2.按照权利要求1所述具有广谱抗菌作用的磷镁晶须材料，其特征在于：所述磷镁晶须材料为粉体。

3.按照权利要求1所述磷镁晶须材料的制备方法，其特征在于：所述其它盐为盐酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐之一种或多种。

4.按照权利要求1所述磷镁晶须材料用于制备抗菌材料的应用。

5.按照权利要求4所述磷镁晶须材料用于制备抗菌材料的应用，其特征在于：所述磷镁晶须材料用于制备创面溃疡抗菌医用材料。

6.按照权利要求4所述磷镁晶须材料用于制备抗菌材料的应用，其特征在于：所述磷镁晶须材料用于制备骨填充材料。

7.按照权利要求4所述磷镁晶须材料用于制备抗菌材料的应用，其特征在于：所述磷镁晶须材料用于制备口腔抗菌医用材料。

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