CN107596437A - 一种制备含纳米氯化银颗粒的水凝胶敷料的方法 - Google Patents
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Abstract
一种制备含纳米氯化银颗粒的水凝胶敷料的方法，它涉及生物医学领域。这种水凝胶敷料的具体制备方法如下：首先用微乳液法制备纳米氯化银颗粒，即可获得直径约40nm，粒径大小均一的纳米氯化银颗粒。随后将纳米氯化银水溶液与一定质量分数的卡波姆共混，搅拌均匀形成水凝胶敷料，此敷料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抗菌效果良好。通过对纳米氯化银颗粒含量的调控可有效调节水凝胶敷料的抗菌效果。本发明工艺简单，无需繁琐的操作步骤，通过物理共混制备的抗菌水凝胶可作为医用创伤敷料，有较好的医用价值，易于大规模的工业生产。
Description
技术领域
本发明涉及生物医学领域，尤其涉及一种制备含纳米氯化银颗粒的水凝胶敷料的方法及其在抗菌方面的应用。
背景技术
氯化银是一类能在可见光下响应的光催化剂，具有较高的抗菌活性和较稳定的物理化学性质。氯化银抗菌材料的制备及性能研究在近年来受到重视。其中，氯化银纳米颗粒杀菌的机理：当电离的微量的Ag+到达微生物细胞膜(带负电荷)时，静电力使两者吸附，Ag+穿透细胞壁进入细胞内，与巯基(-SH)反应使蛋白质凝固，破坏细胞合成酶的活性，细胞丧失分裂增殖能力而死亡。Ag+还能破坏微生物的电子传递系统、呼吸系统和物质传输系统。当菌体失去活性后，Ag+又从菌体中游离出来，重复进行杀菌活动，因此其抗菌效果持久；另一方面，在近紫外光激发下，通过光催化反应，电子能够从价带跃迁到导带上，形成空穴和电子对，激活水和空气中的氧，产生羟基自由基·OH和活性氧离子O2-，二者都具有很强的氧化能力，能在短时间内破坏细菌的增殖能力而使细胞死亡，从而达到抗菌的目的。
水凝胶敷料是一类性能优于传统敷料的新型生物材料，可以防止水分和体液的过度散失，抵抗细菌的入侵，与创面贴合良好，透湿透气，生物相容性好，在生物医学领域有广泛的研究和应用。
目前，已有部分文献和专利报道将纳米氯化银颗粒用于抗菌敷料方面。例如，中国发明专利公开号第201410497949.7中阐述了纳米氯化银/壳聚糖纤维抗菌敷料的制备方法，将壳聚糖纤维无纺布反复在银盐和氯化盐溶液浸泡、冲洗和干燥，原位合成纳米氯化银粒子，从而制得产品。而在中国发明专利公开号第201310409882.2中则描述了一种含纳米氯化银粒子的细菌纤维素纤维的制备方法，先将制成的细菌纤维素初生纤维，随后反复在银盐和氯化盐中浸泡、冲洗获得制品。上述方法中制备的抗菌产品虽然抗菌效果显著，但是操作复杂，步骤繁琐，且原位生成无法控制纳米氯化银颗粒粒径的均一度。
发明内容
本发明拟解决的问题在于：提供一种对大肠杆菌(E.coli)和金黄色葡萄球菌(S.aureus)有抗性的纳米氯化银水凝胶敷料的制备方法，采用微乳液合成法制备均一的纳米氯化银颗粒，利用其抗菌活性，将纳米氯化银颗粒溶液共混在卡波姆凝胶基质里，制成水凝胶敷料。本发明工艺简单，无需繁琐的操作步骤，且合成的纳米氯化银颗粒大小、均一性可控，通过物理共混的方法一步实现了抗菌敷料的制备，大大降低了成本。
本发明的一种制备含纳米氯化银颗粒的水凝胶敷料的方法，它的具体制备方法如下步骤：
一、首先将聚乙烯基吡咯烷酮，氯化钠和对甲苯磺酸在搅拌下溶于水中，形成均一相A；取硝酸银和对甲苯磺酸，搅拌下溶于水中形成均一相B；将均一相B逐滴滴加进A中，搅拌后得到均一的纳米氯化银颗粒溶液；
二、将纳米氯化银颗粒溶液与卡波姆进行共混、搅拌，直至混合均匀后形成透明的水凝胶；
三、抗菌实验采用涂板法，将大肠杆菌细菌菌液和金黄色葡萄球细菌菌液均匀涂布在琼脂固体培养基上，培养12小时后，进行观察，拍照并计算抑菌圈的大小。
本发明的纳米氯化银抗菌水凝胶敷料对于大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有抗性。
本发明步骤简单、成本低、有较好的医用价值。通过对氯化银纳米颗粒含量的调控可以有效调节水凝胶敷料的抗菌效果，更易于大规模的工业生产。
附图说明
图1为日本日立公司JEM-1011型透射电子显微镜观测实施例1中制备的氯化银纳米颗粒的TEM图片；
图2为马尔文公司Zeta Sizer动态光散射粒度仪测试的实施例1中制备的氯化银纳米颗粒的动态光散射粒径分布图；
图3为实施例1-10中制备的不同浓度的纳米氯化银卡波姆水凝胶对大肠杆菌(E.coli)的抗性图片；其中，1为样品1，2为样品2，3为样品3，4为样品4，5为样品5，6为样品6，7为样品7，8为样品8，9为样品9，10为样品10；
图4为实施例1-10中制备的不同浓度的纳米氯化银卡波姆水凝胶对金黄色葡萄球菌(S.aureus)的抗性图片；其中，1为样品1，2为样品2，3为样品3，4为样品4，5为样品5，6为样品6，7为样品7，8为样品8，9为样品9，10为样品10。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式的一种制备含纳米氯化银颗粒的水凝胶敷料的方法，它的具体制备方法如下步骤：
一、首先将聚乙烯基吡咯烷酮，氯化钠和对甲苯磺酸在搅拌下溶于水中，形成均一相A；取硝酸银和对甲苯磺酸，搅拌下溶于水中形成均一相B；将均一相B逐滴滴加进A中，搅拌后得到均一的纳米氯化银颗粒溶液；
二、将纳米氯化银颗粒溶液与卡波姆进行共混、搅拌，直至混合均匀后形成透明的水凝胶；
三、抗菌实验采用涂板法，将大肠杆菌细菌菌液和金黄色葡萄球细菌菌液均匀涂布在琼脂固体培养基上，培养12小时后，进行观察，拍照并计算抑菌圈的大小。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同点在于：聚乙烯基吡咯烷酮的浓度为0.0016M，Mw＝40000Da。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同点在于：对甲苯磺酸浓度为0.029M。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一不同点在于：硝酸银溶液浓度为0.12M。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一不同点在于：氯化钠浓度为0.16M。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一不同点在于：均一相B的滴加速度为每两秒一滴。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一不同点在于：均一相B滴加后搅拌时间为10min。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一不同点在于：步骤一中所述的水为超纯水，电阻率为18.2MΩ·cm。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一不同点在于：步骤二中，直接将纳米氯化银颗粒溶液与卡波姆粉末进行物理共混形成水凝胶，卡波姆的质量分数为3％。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一不同点在于：纳米氯化银颗粒溶液的浓度为4ppm-500ppm。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。
本发明内容不仅限于上述各实施方式的内容，其中一个或几个具体实施方式的组合同样也可以实现发明的目的。
通过以下实施例并结合附图对本发明做更详细的描述，但所述实施例和应用例不构成对本发明的限制。
实施例1：
(1)首先将0.0016M聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)，0.16M氯化钠(NaCl)和适量浓度的对甲苯磺酸(PTSA)在搅拌下溶于水中，形成均一相A；取0.12M硝酸银(AgNO3)和适量浓度的对甲苯磺酸(PTSA)，搅拌下溶于水中形成均一相B。将B溶液以每两秒一滴的速度逐滴滴加进A中，溶液由澄清变成乳白色，再继续搅拌10min，之后在铜网覆盖的碳膜上制备TEM样品观察其形貌(图1)。
(2)将470ppm的纳米氯化银颗粒溶液与3％质量分数的卡波姆进行共混，搅拌，直至混合均匀后形成透明的水凝胶。
(3)抗菌实验采用涂板法，将OD＝0.1的大肠杆菌细菌菌液和金黄色葡萄球细菌菌液均匀涂布在琼脂固体培养基上，培养12小时后，进行观察，拍照，用Image J软件进行计算，水凝胶敷料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径大小分别为8.74±0.69mm和5.39±0.24mm(如图3和图4中的样品1)。
实施例2：
(1)首先将0.0016M聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)，0.16M氯化钠(NaCl)和适量浓度的对甲苯磺酸(PTSA)在搅拌下溶于水中，形成均一相A；取0.12M硝酸银(AgNO3)和适量浓度的对甲苯磺酸(PTSA)，搅拌下溶于水中形成均一相B。将B溶液以每两秒一滴的速度逐滴滴加进A中，溶液由澄清变成乳白色，再继续搅拌10min，之后在铜网覆盖的碳膜上制备TEM样品观察其形貌。
(2)将237ppm的纳米氯化银颗粒溶液与3％质量分数的卡波姆进行共混，搅拌，直至混合均匀后形成透明的水凝胶。
(3)抗菌实验采用涂板法，将OD＝0.1的大肠杆菌细菌菌液和金黄色葡萄球细菌菌液均匀涂布在琼脂固体培养基上，培养12小时后，进行观察，拍照，用Image J软件进行计算，水凝胶敷料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径大小分别为8.54±0.86mm和5.07±1.44mm(如图3和图4中的样品2)。
实施例3：
(1)首先将0.0016M聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)，0.16M氯化钠(NaCl)和适量浓度的对甲苯磺酸(PTSA)在搅拌下溶于水中，形成均一相A；取0.12M硝酸银(AgNO3)和适量浓度的对甲苯磺酸(PTSA)，搅拌下溶于水中形成均一相B。将B溶液以每两秒一滴的速度逐滴滴加进A中，溶液由澄清变成乳白色，再继续搅拌10min，之后在铜网覆盖的碳膜上制备TEM样品观察其形貌。
(2)将189ppm的纳米氯化银颗粒溶液与3％质量分数的卡波姆进行共混，搅拌，直至混合均匀后形成透明的水凝胶。
(3)抗菌实验采用涂板法，将OD＝0.1的大肠杆菌细菌菌液和金黄色葡萄球细菌菌液均匀涂布在琼脂固体培养基上，培养12小时后，进行观察，拍照，用Image J软件进行计算，水凝胶敷料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径大小分别为8.09±0.45mm和4.51±0.078mm(如图3和图4中的样品3)。
实施例4：
(1)首先将0.0016M聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)，0.16M氯化钠(NaCl)和适量浓度的对甲苯磺酸(PTSA)在搅拌下溶于水中，形成均一相A；取0.12M硝酸银(AgNO3)和适量浓度的对甲苯磺酸(PTSA)，搅拌下溶于水中形成均一相B。将B溶液以每两秒一滴的速度逐滴滴加进A中，溶液由澄清变成乳白色，再继续搅拌10min，之后在铜网覆盖的碳膜上制备TEM样品观察其形貌。
(2)将118ppm的纳米氯化银颗粒溶液与3％质量分数的卡波姆进行共混，搅拌，直至混合均匀后形成透明的水凝胶。
(3)抗菌实验采用涂板法，将OD＝0.1的大肠杆菌细菌菌液和金黄色葡萄球细菌菌液均匀涂布在琼脂固体培养基上，培养12小时后，进行观察，拍照，用Image J软件进行计算，水凝胶敷料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径大小分别为7.97±1.87mm和4.74±0.44mm(如图3和图4中的样品4)。
实施例5：
(1)首先将0.0016M聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)，0.16M氯化钠(NaCl)和适量浓度的对甲苯磺酸(PTSA)在搅拌下溶于水中，形成均一相A；取0.12M硝酸银(AgNO3)和适量浓度的对甲苯磺酸(PTSA)，搅拌下溶于水中形成均一相B。将B溶液以每两秒一滴的速度逐滴滴加进A中，溶液由澄清变成乳白色，再继续搅拌10min，之后在铜网覆盖的碳膜上制备TEM样品观察其形貌。
(2)将95ppm的纳米氯化银颗粒溶液与3％质量分数的卡波姆进行共混，搅拌，直至混合均匀后形成透明的水凝胶。
(3)抗菌实验采用涂板法，将OD＝0.1的大肠杆菌细菌菌液和金黄色葡萄球细菌菌液均匀涂布在琼脂固体培养基上，培养12小时后，进行观察，拍照，用Image J软件进行计算，水凝胶敷料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径大小分别为7.52±1.44mm和4.26±0.37mm(如图3和图4中的样品5)。
实施例6：
(1)首先将0.0016M聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)，0.16M氯化钠(NaCl)和适量浓度的对甲苯磺酸(PTSA)在搅拌下溶于水中，形成均一相A；取0.12M硝酸银(AgNO3)和适量浓度的对甲苯磺酸(PTSA)，搅拌下溶于水中形成均一相B。将B溶液以每两秒一滴的速度逐滴滴加进A中，溶液由澄清变成乳白色，再继续搅拌10min，之后在铜网覆盖的碳膜上制备TEM样品观察其形貌。
(2)将47ppm的纳米氯化银颗粒溶液与3％质量分数的卡波姆进行共混，搅拌，直至混合均匀后形成透明的水凝胶。
(3)抗菌实验采用涂板法，将OD＝0.1的大肠杆菌细菌菌液和金黄色葡萄球细菌菌液均匀涂布在琼脂固体培养基上，培养12小时后，进行观察，拍照，用Image J软件进行计算，水凝胶敷料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径大小分别为7.10±0.89mm和4.52±0.075mm(如图3和图4中的样品6)。
实施例7：
(1)首先将0.0016M聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)，0.16M氯化钠(NaCl)和适量浓度的对甲苯磺酸(PTSA)在搅拌下溶于水中，形成均一相A；取0.12M硝酸银(AgNO3)和适量浓度的对甲苯磺酸(PTSA)，搅拌下溶于水中形成均一相B。将B溶液以每两秒一滴的速度逐滴滴加进A中，溶液由澄清变成乳白色，再继续搅拌10min，之后在铜网覆盖的碳膜上制备TEM样品观察其形貌。
(2)将24ppm的纳米氯化银颗粒溶液与3％质量分数的卡波姆进行共混，搅拌，直至混合均匀后形成透明的水凝胶。
(3)抗菌实验采用涂板法，将OD＝0.1的大肠杆菌细菌菌液和金黄色葡萄球细菌菌液均匀涂布在琼脂固体培养基上，培养12小时后，进行观察，拍照，用Image J软件进行计算，水凝胶敷料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径大小分别为6.72±0.85mm和3.71±0.67mm(如图3和图4中的样品7)。
实施例8：
(1)首先将0.0016M聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)，0.16M氯化钠(NaCl)和适量浓度的对甲苯磺酸(PTSA)在搅拌下溶于水中，形成均一相A；取0.12M硝酸银(AgNO3)和适量浓度的对甲苯磺酸(PTSA)，搅拌下溶于水中形成均一相B。将B溶液以每两秒一滴的速度逐滴滴加进A中，溶液由澄清变成乳白色，再继续搅拌10min，之后在铜网覆盖的碳膜上制备TEM样品观察其形貌。
(2)将16ppm的纳米氯化银颗粒溶液与3％质量分数的卡波姆进行共混，搅拌，直至混合均匀后形成透明的水凝胶。
(3)抗菌实验采用涂板法，将OD＝0.1的大肠杆菌细菌菌液和金黄色葡萄球细菌菌液均匀涂布在琼脂固体培养基上，培养12小时后，进行观察，拍照，用Image J软件进行计算，水凝胶敷料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径大小分别为7.38±0.49mm和2.93±0.99mm(如图3和图4中的样品8)。
实施例9：
(1)首先将0.0016M聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)，0.16M氯化钠(NaCl)和适量浓度的对甲苯磺酸(PTSA)在搅拌下溶于水中，形成均一相A；取0.12M硝酸银(AgNO3)和适量浓度的对甲苯磺酸(PTSA)，搅拌下溶于水中形成均一相B。将B溶液以每两秒一滴的速度逐滴滴加进A中，溶液由澄清变成乳白色，再继续搅拌10min，之后在铜网覆盖的碳膜上制备TEM样品观察其形貌。
(2)将9.5ppm的纳米氯化银颗粒溶液与3％质量分数的卡波姆进行共混，搅拌，直至混合均匀后形成透明的水凝胶。
(3)抗菌实验采用涂板法，将OD＝0.1的大肠杆菌细菌菌液和金黄色葡萄球细菌菌液均匀涂布在琼脂固体培养基上，培养12小时后，进行观察，拍照，用Image J软件进行计算，水凝胶敷料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径大小分别为6.72±0.85mm和2.27±1.20mm(如图3和图4中的样品9)。
实施例10：
(1)首先将0.0016M聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)，0.16M氯化钠(NaCl)和适量浓度的对甲苯磺酸(PTSA)在搅拌下溶于水中，形成均一相A；取0.12M硝酸银(AgNO3)和适量浓度的对甲苯磺酸(PTSA)，搅拌下溶于水中形成均一相B。将B溶液以每两秒一滴的速度逐滴滴加进A中，溶液由澄清变成乳白色，再继续搅拌10min，之后在铜网覆盖的碳膜上制备TEM样品观察其形貌。
(2)将4.7ppm的纳米氯化银颗粒溶液与3％质量分数的卡波姆进行共混，搅拌，直至混合均匀后形成透明的水凝胶。
(3)抗菌实验采用涂板法，将OD＝0.1的大肠杆菌细菌菌液和金黄色葡萄球细菌菌液均匀涂布在琼脂固体培养基上，培养12小时后，进行观察，拍照，用Image J软件进行计算，水凝胶敷料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径大小分别为6.14±1.22mm和2.08±0.63mm(如图3和图4中的样品10)。
Claims (10)
1.一种制备含纳米氯化银颗粒的水凝胶敷料的方法，其特征在于它的具体制备方法如下步骤：
一、首先将聚乙烯基吡咯烷酮，氯化钠和对甲苯磺酸在搅拌下溶于水中，形成均一相A；取硝酸银和对甲苯磺酸，搅拌下溶于水中形成均一相B；将均一相B逐滴滴加进A中，搅拌后得到均一的纳米氯化银颗粒溶液；
二、将纳米氯化银颗粒溶液与卡波姆进行共混、搅拌，直至混合均匀后形成透明的水凝胶；
三、抗菌实验采用涂板法，将大肠杆菌细菌菌液和金黄色葡萄球细菌菌液均匀涂布在琼脂固体培养基上，培养12小时后，进行观察，拍照并计算抑菌圈的大小。
2.根据权利要求1所述的一种制备含纳米氯化银颗粒的水凝胶敷料的方法，其特征在于聚乙烯基吡咯烷酮的浓度为0.0016M，Mw＝40000Da。
3.根据权利要求1所述的一种制备含纳米氯化银颗粒的水凝胶敷料的方法，其特征在于对甲苯磺酸浓度为0.029M。
4.根据权利要求1所述的一种制备含纳米氯化银颗粒的水凝胶敷料的方法，其特征在于硝酸银溶液浓度为0.12M。
5.根据权利要求1所述的一种制备含纳米氯化银颗粒的水凝胶敷料的方法，其特征在于氯化钠浓度为0.16M。
6.根据权利要求1所述的一种制备含纳米氯化银颗粒的水凝胶敷料的方法，其特征在于均一相B的滴加速度为每两秒一滴。
7.根据权利要求1所述的一种制备含纳米氯化银颗粒的水凝胶敷料的方法，其特征在于均一相B滴加后搅拌时间为10min。
8.根据权利要求1所述的一种制备含纳米氯化银颗粒的水凝胶敷料的方法，其特征在于步骤一中所述的水为超纯水，电阻率为18.2MΩ·cm。
9.根据权利要求1所述的一种制备含纳米氯化银颗粒的水凝胶敷料的方法，其特征在于步骤二中，直接将纳米氯化银颗粒溶液与卡波姆粉末进行物理共混形成水凝胶，卡波姆的质量分数为3％。
10.根据权利要求1所述的一种制备含纳米氯化银颗粒的水凝胶敷料的方法，其特征在于纳米氯化银颗粒溶液的浓度为4-500ppm。
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| CN109467108B (zh) * | 2019-01-06 | 2020-12-01 | 中盐金坛盐化有限责任公司 | 一种纳米级超细氯化钠的制备方法 |
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