銀系抗菌紡織品的研究現(xiàn)狀

楚久英

(江西服裝學(xué)院，江西南昌 330201)

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銀系抗菌紡織品的研究現(xiàn)狀

楚久英

(江西服裝學(xué)院，江西南昌 330201)

銀系抗菌紡織品因其廣譜抗菌、抗菌性持久高效、不易產(chǎn)生抗藥性、對(duì)人體皮膚無刺激等優(yōu)點(diǎn)，正日益被關(guān)注，廣泛應(yīng)用于服裝、家紡、醫(yī)療等領(lǐng)域。論述了銀系抗菌紡織品的抗菌性能、安全性能、制備方法及測(cè)試方法，并指出銀系抗菌紡織品目前存在的一些問題。

銀 抗菌紡織品 抗菌性能 安全性能 制備方法 抗菌測(cè)試

0 引言

近年來，人們對(duì)健康的追求日益增加，而環(huán)境的污染和各種疾病的暴發(fā)更促使人們對(duì)抗菌保健類制品的研究和開發(fā)。在眾多抗菌制品中，銀系抗菌紡織品因其廣譜高效的抗菌性、不易產(chǎn)生抗藥性且對(duì)皮膚不會(huì)產(chǎn)生無刺激等優(yōu)點(diǎn)受到廣泛關(guān)注。本文從銀系抗菌紡織品的抗菌性能、安全性能、制備方法、測(cè)試方法及存在的問題等五個(gè)方面進(jìn)行闡述。

1 銀系抗菌紡織品的抗菌性能

在很早的時(shí)候，人們就用銀來凈化和保存水，甚至用來加速傷口愈合、預(yù)防和治療傷口感染[1]。在18世紀(jì)人們用硝酸銀來治療胃潰瘍[2]。此后，在19世紀(jì)，銀離子的抗菌活性得到醫(yī)學(xué)界的認(rèn)定[3]，硝酸銀被廣泛用來治療破傷風(fēng)、燒傷和風(fēng)濕病[4]。到了20世紀(jì)20年代，膠體銀因其可有效處理傷口而得到了美國(guó)食品藥品署(FDA)的認(rèn)可。銀具有廣譜抗菌性能，與季銨鹽、殼聚糖、三氯生、銅系等抗菌劑相比，銀類抗菌劑幾乎可以抑制和滅殺所有的微生物。當(dāng)機(jī)體處于溫暖潮濕的條件下，銀離子依舊保持著較高的抗菌性能。令人驚奇的是，與銀離子的復(fù)合物相比，純銀離子具有更高的抗菌活性，還能在一定程度上加速傷口的愈合[5]。Choi等利用海藻酸鹽和交聯(lián)明膠海綿制備的載銀緩釋類的抗菌敷料，銀離子的緩釋可維持4天，而且對(duì)表皮細(xì)胞的增殖具有促進(jìn)作用。

此外，相關(guān)的研究還表明：銀離子可以有效抑制革蘭氏陽性菌(如金黃色葡萄球菌)、革蘭氏陰性菌(如大腸桿菌)、真菌(如白色念珠菌)以及霉菌等的生長(zhǎng)和繁殖，具有很好的抗菌效果[6]。銀還可與病毒體(如單純皰疹病毒、人類免疫缺陷病毒)等有效結(jié)合，進(jìn)而產(chǎn)生抗病毒作用[7]。因此，銀仍是應(yīng)用最廣的抗菌材料，再加上銀對(duì)皮膚無刺激作用、不影響紡織品的服用性能，被廣泛應(yīng)用于制備功能性的抗菌紡織品。

2 銀系抗菌紡織品的安全性能

銀系抗菌紡織品的抗菌性能來源于銀系抗菌劑，而銀系抗菌劑的主要抑菌成分是銀離子。研究表明：銀離子濃度直接影響其抗菌效果，而抗菌效果的提高在一定程度上意味著細(xì)胞毒性的增加。銀離子的安全性試驗(yàn)主要集中在納米銀的研究中。林玲[8]等在試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)：當(dāng)溶液中銀纖維的含量為37.5μg /ml時(shí)，抑菌率可達(dá)90%以上。而銀離子的細(xì)胞毒性試驗(yàn)則表明：當(dāng)覆蓋于豚鼠皮膚或埋植于豚鼠皮下的銀纖維含量在0.03g范圍內(nèi)，試驗(yàn)豚鼠的免疫系統(tǒng)、遺傳物質(zhì)及器官組織不受影響；超過0.03g后，隨著銀纖維的加入，豚鼠機(jī)體出現(xiàn)輕微的損傷。

K.F.Soto[9]等人主要研究了納米銀顆粒，主要是銀、NiO、TiO2、多層納米管的細(xì)胞活性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：小鼠巨噬細(xì)胞出現(xiàn)異常毒性。而人類細(xì)胞未有明顯現(xiàn)象。

S．Arora[10]等人主要用HT-1080和A431細(xì)胞的體外實(shí)驗(yàn)法研究銀球(直徑為7nm～20nm)的細(xì)胞安全性。納米銀球濃度在1.56μg/ml～6.25μg/ml時(shí)，細(xì)胞形態(tài)正常，未見毒性，隨著劑量的增加，細(xì)胞形態(tài)開始發(fā)生變化，呈現(xiàn)皺縮、圓形化。而人體血銀濃度含量在300μg/L時(shí)，未有明顯毒副作用。

青島大學(xué)的莊愛娟[11]等人利用MTT法研究了納米銀溶膠對(duì)Hela細(xì)胞的毒性，發(fā)現(xiàn)在所設(shè)定的系列溶度下，Hela均呈現(xiàn)輕微毒性，隨著納米銀溶膠濃度的增加，其細(xì)胞毒性呈上升趨勢(shì)，表現(xiàn)為細(xì)胞增值率降低。而熊玲等人的體外細(xì)胞試驗(yàn)則表明：銀離子濃度在2.5μg/mL～25μg/mL內(nèi)，納米銀粒子出現(xiàn)輕微的細(xì)胞毒性；隨納米銀溶度增加，細(xì)胞毒性發(fā)生變化，如銀離子濃度為50μg /ml時(shí)，細(xì)胞形態(tài)出現(xiàn)較大變化，細(xì)胞呈明顯毒性。

也有研究發(fā)現(xiàn)，銀系抗菌紡織品的抗菌效果還與銀的價(jià)態(tài)有關(guān)，價(jià)態(tài)不同，其抗菌機(jī)制和抗菌效果不同。這些科研工作者們通過體內(nèi)、體外實(shí)驗(yàn)對(duì)載銀材料的毒副作用進(jìn)行了研究，每種材料都是不同的，而且操作手法也不盡相同，存在著不可避免的差異，因此，確定銀系抗菌紡織品中的抑菌濃度值至關(guān)重要。

3 銀系抗菌紡織品的制備方法

銀系抗菌紡織品可采用纖維改性和后整理的方法制得。纖維改性法制備的紡織品具有較持久的抗菌性能，其基本原理是將銀系抗菌劑(主要是載銀陶瓷顆?；蜉d銀沸石)添加到成纖高聚物中，以濕法或熔融紡絲法制得抗菌纖維，進(jìn)而制備抗菌織物；織物后整理法則是以涂層或浸漬抗菌整理劑處理織物，賦予織物抗菌表層，其抗菌持久性較差。其主要優(yōu)缺點(diǎn)由表1所示。

表1 銀系抗菌紡織品的制備方法比較

(1)纖維改性法：除納米銀外，大多只適用于化學(xué)纖維，而對(duì)棉、麻等天然纖維并不適用。其抗菌添加劑多是載銀陶瓷顆粒或載銀沸石，化學(xué)穩(wěn)定性高、熱穩(wěn)定性好、耐酸、堿和氧化劑；在加工過程中，要與纖維有良好的相容性和分散性能。其抗菌性能優(yōu)良且持久。

(2)織物后整理法：主要有浸漬法、涂層法和溶膠-凝膠法，適用于棉、麻類的天然纖維織物，或天然纖維類的混紡織物。此類織物的抗菌部位只在織物表面，纖維內(nèi)部和織物內(nèi)部并無抗菌成分，抗菌持久性較差，抗菌效果一般。

4 銀系抗菌紡織品的測(cè)試方法

目前主要采用定性和定量法評(píng)定紡織品的抗菌性能。前者以圖片或語言描述來直觀評(píng)價(jià)紡織品抗菌性的優(yōu)劣，后者以抑菌率的大小客觀表征其抗菌性。常用的定性測(cè)試方法有：美國(guó)的暈圈法(也叫瓊脂平皿法)，日本的抗微生物性實(shí)驗(yàn)法、定性試驗(yàn)(抑菌環(huán)法)以及中國(guó)的瓊脂平皿擴(kuò)散法和織物抗菌性能測(cè)試方法等。通常，該方法主要用來表征溶出類抗菌制劑處理的紡織品。其優(yōu)點(diǎn)為：測(cè)試費(fèi)用低、速度快，但其測(cè)試結(jié)果并不準(zhǔn)確。銀系抗菌制品的抗菌成分主要是銀系抗菌劑，主要是載銀陶瓷、載銀沸石及納米銀抗菌整理劑。這類抗菌劑大多擴(kuò)散性較差，屬于非溶出型的抗菌劑，在測(cè)試時(shí)，需要用定量的方法進(jìn)行評(píng)定。此法具有定量、客觀、準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，但其測(cè)試費(fèi)用高、測(cè)試時(shí)間較長(zhǎng)。

常用的定量方法有：美國(guó)的ASTM E2149-2001《固著型抗菌劑抗菌性的動(dòng)態(tài)測(cè)試法》與《紡織品抗菌性能的定量評(píng)估》以及日本的《紡織產(chǎn)品抗菌活性和效果的試驗(yàn)-菌液吸收法》。在我國(guó)，主要采取《一次性使用衛(wèi)生用品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》、《紡織品抗菌性能的評(píng)價(jià)-振蕩法》以及《抗菌針織品》等標(biāo)準(zhǔn)來評(píng)定非溶出型抗菌產(chǎn)品的抗菌性能。這些測(cè)試方法在操作流程、取樣、抗菌效果計(jì)算方式和結(jié)果表征等方面存在較大差異。不同測(cè)試方法，得到的抗菌結(jié)果可能不同，甚至相反。因此，對(duì)于同一試樣，建議同時(shí)采用多種標(biāo)準(zhǔn)和方法進(jìn)行評(píng)定，以此提高試驗(yàn)的準(zhǔn)確度。

5 存在的問題

銀系抗菌紡織品的抗菌效果主要來源于銀離子。由于銀離子的耐氣候性較差，在光、熱條件下，易變色。尤其在紫外線下，可被還原為黑色的單質(zhì)銀，降低了織物的抗菌性，也影響了淺色織物的外觀性能。研究發(fā)現(xiàn)：在添加銀系抗菌劑時(shí)，可適度添加變色抑制劑(如水滑石)或直接加入絡(luò)合銀離子來抑制銀離子的變色。此外，也可選Zn2+、Cu2+[12]等金屬離子與其復(fù)合來抑制變色。

銀系抗菌紡織品大多用于服裝、醫(yī)用敷料等方面，這類制品的使用環(huán)境大多有氯離子，特別是人體皮膚，在濕熱條件下，銀系抗菌劑會(huì)與氯離子化學(xué)反應(yīng)生成氯化銀沉淀。在光的照射下，氯化銀可光解為單質(zhì)銀，影響織物的抗菌性能，需要對(duì)其耐氯性作深入研究。

此外，銀離子的安全用量仍需進(jìn)一步的確定。

6 結(jié)語

銀系抗菌紡織品的市場(chǎng)需求日益增大，尤其是在家用服裝和醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域。然而銀的抗菌劑比較單一，易氧化變色等缺點(diǎn)有待改善，銀離子的安全用量尚未明確，抗菌測(cè)試方法的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性有待提高，同時(shí)也應(yīng)開發(fā)新型的多功能的抗菌整理劑。

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2016-08-28

江西省教育廳科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目(GJJ151228)

TS101

A

1008-5580(2016)04-0194-03

作者：楚久英(1984-)，女，碩士，講師，研究方向：功能性紡織品的研究與開發(fā)。