幸运的是，抗微生物技术的进步为卫生保健部门和其他与感染传播有关的领域提供了控制细菌生长和传播的新机会。标准的感染预防措施，如洗手和消毒将继续至关重要，但一些医院现在正在将抗菌药物的作用从治疗扩大到预防。简而言之，它们为整个患者环境提供内置抗菌保护，从护理人员佩戴的擦洗器到病房中的每个元素，包括建筑涂料、地板和家具涂料、窗帘、浴室装置、病床和任何其他患者高接触点。这一预防方法的成功主要取决于使用有效、安全、耐用、经济高效并适用于各种材料的抗菌剂。188金宝搏bet官网白银作为一种天然的治愈金属和防腐剂，数千年来一直备受尊崇，非常适合这一要求。
银色:不被时间玷污的可靠保护
银固有的抗菌特性有很长的历史记录。早在公元前1200年，古代腓尼基人就将水储存在银瓶中，以防止微生物的破坏。到公元前500年，希腊人和罗马人通常使用银器皿来净化水。在公元前4世纪，现代医学之父希波克拉底注意到银的治疗功效和抗疾病特性。19世纪的美国拓荒者们在向西跋涉时，用银来保证水的安全，并预防痢疾、感冒和流感等常见疾病。他们还在牛奶容器中使用银元来减缓细菌的生长。19世纪，银也被直接用于医学用途:用作手术伤口的银缝合线，用作预防新生儿失明的硝酸银溶液，以及治疗伤寒和炭疽。在抗生素出现之前，银化合物在第一次世界大战期间被用于预防感染。在20世纪20年代，每年有超过300万张药用银的处方。
西尔弗令人印象深刻的历史延续至今。由于银是公认的最无毒、最安全的天然金属之一，因此经常被用于新生儿滴眼液中，以预防眼睛感染。它是伤口护理中的首选抗菌剂，因为银的寡动生物杀灭作用使其能够在不促进抗生素耐药性的情况下减少感染。磺胺嘧啶银是美国烧伤中心最流行的治疗烧伤的药物。在医疗保健部门之外，银被用于砧板和桌面等表面，以防止食品污染，用于运动和军用服装，以减少细菌引起的气味，用于户外家具和地毯，以防止材料降解，以及国际航空公司和美国宇航局使用的水净化过滤器。
 |
| 图1点击放大 |
纳米技术:少即是多
各种抗菌技术已经商业化了一段时间。然而，这些旧技术在满足当今卫生保健机构和其他关注感染的场所的高性能需求方面具有固有的局限性。银抗菌产品的最新突破——纳米级银添加剂——有效地解决了这些问题。纳米技术将工程学和科学结合起来，制造出小于100纳米的材料。188金宝搏bet官网从这个角度来看，人类头发的宽度约为10万纳米，而细菌和病毒的平均尺寸通常分别为2000纳米和100纳米。当材料在纳188金宝搏bet官网米尺度上进行设计时，它们会表现出体积形式中不存在的独特性质。
纳米银抗菌优势的关键在于它的工作原理。离子银是银的活性形式，对消除细菌、霉菌和真菌最有效。水分会激活银纳米颗粒，从而释放出攻击微生物的银离子。这些银离子通过阻止细菌的能量代谢和电解质运输，减缓或停止DNA复制，或与细菌细胞壁结合导致其崩溃或破裂来抑制细菌。因此，银离子对广泛的革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌都有活性，具有较低的细菌耐药性风险，并且在低浓度时有效。
 |
| 图2点击放大 |
将银减少到纳米级尺寸可以提供一些在银的散装形式中没有的重要好处。第一个与抗菌性能有关。优化使用银作为抗菌剂的关键是最大限度地生产靶向和消除微生物的银离子。这是通过减小银颗粒的平均尺寸来实现的，这将成倍地增加用于银离子生产的集体表面积(图1)。因此，与依赖添加越来越多的银才能有效的散装银基抗菌溶液不同，纳米银可以使用相当少的银来实现相同或更好的功效水平，从而降低成本和潜在的环境影响。
纳米尺寸给银带来了其他优势。银纳米颗粒可以共价结合到它们所集成的产物中的分子上。这样，随着时间的推移，银颗粒就不那么容易被洗掉或磨损。在适当的应用技术下，其抗菌能力对宿主材料的预期寿命是有效的。此外，银纳米颗粒非常小，不会影响机械性能(图2)。由于银纳米颗粒是金属的，它们保留了块银的一些关键属性，例如加工过程中的热稳定性和紫外线颜色稳定性。最后，纳米银添加剂可以在集成就绪的配方中生产，几乎与各种宿主材料的任何制造工艺兼容，包括涂料、泡沫和工程塑料以及天然和合成纤维和织物。188金宝搏bet官网特定于涂料，用于液体体系的纳米银添加剂使配方师在制造过程中的许多步骤中“只需添加和混合”。粉末添加剂也可与通常复合成粉末涂料的其他性能添加剂集成，如阻燃剂和着色剂。
 |
| 表1点击放大 |
纳米级银:经过验证的性能与新突破
虽然纳米技术的最新进展提高了纳米银的性能和灵活性，但纳米银本身具有既定的使用记录，并且在人类健康和环境方面具有可靠的安全记录。FDA已经批准在医疗产品中使用银纳米颗粒，如伤口护理敷料和导管，以防止细菌在设备中定植。此外，国际Oeko-Tex®协会，一个受人尊敬的独立测试机构，已经测试并将纳米级银添加剂分类为对人体健康无害。在非公共卫生应用中，纳米级银胶体已被FIFRA注册并安全用于控制藻类60多年。纳米级银浸渍的碳过滤器通常用于保护我们的饮用水供应。
事实上，据估计，超过50%的美国环保局注册的银产品是基于纳米级银。这些长期的用途为纳米级银的生命周期和“下游”物种形成提供了清晰的理解;废物或自然环境中的银会立即转化为惰性银矿物，如硫化银，从而减轻意外环境影响的风险。也就是说，如果要充分实现抗微生物保护的好处，抗菌产品制造商必须确保其产品的声明和使用模式符合适当的监管政策。
分散技术的突破现在使纳米级银易于集成到许多常见的涂层系统中，从而在干膜中具有持久的抗菌性能。实验室测试表明，低至250 ppm (0.025% w/w)的纳米银水平在灵活和透气的系统中是有效的。更硬、更不透气、更疏水的系统需要更高的负载(表1)。
各种开花剂可以提高体系中银的表面活性。由于纳米银颗粒在极低浓度下的有效性，对干燥时间、成膜、光泽或耐磨性没有影响。此外，由于银纳米颗粒不热降解或紫外线降解，涂药器不需要对固化后的工艺进行任何更改。
 |
| 表2点击放大 |
涂料中的抗菌景观
鉴于其广泛的基于设施的应用，具有抗菌性能的涂料可以在保护高接触表面防止感染引起的细菌传播方面发挥越来越重要的作用。抗菌产品，如银沸石，卤化银盐和有机杀菌剂，已被纳入涂料多年。然而，目前的抗微生物性能标准，特别是在卫生保健领域，在持久性、有效性和安全性方面远远高于过去。这些传统的抗微生物药物在达到这些更严格的标准方面受到了挑战。
自20世纪80年代以来，基于沸石的抗菌技术已经可用。沸石是陶瓷笼，大小通常为2-200微米，填充有1-10%的预电离银。由于银沸石在钠存在的情况下通过离子交换迅速释放其银离子库，当使用传统的含钠洗涤剂定期清洗时，该技术提供了相对短期的抗菌保护。此外，较大的银沸石粒径会导致它们沉降出溶液，并对干膜性能如紫外线稳定性和耐磨性产生负面影响。
卤化银盐也被用作抗菌剂，但由于其溶解度低，其效果往往有限。因此，卤化银往往需要高添加率来实现显著的性能。在这些水平，盐也有显著的负面影响干膜性能，特别是紫外线颜色稳定性。这并不意外，因为卤化银是传统照相化学的基础。
 |
| 表3点击放大 |
有机杀菌剂添加剂用于大多数水性涂料中，以保护乳液本身。有机杀菌剂对特定的藻类和真菌有效，这些藻类和真菌可以在加工和罐内储存期间污染和降解乳化液。然而，这些杀菌剂对更广泛的细菌并不总是同样有效。它们通常在应用过程中降解或失活，或者在涂层应用后从干膜上擦掉，只能提供几个月的抗菌保护。一些有机杀菌剂可能对人体有害，国会目前正在考虑禁止消费者使用其中一种有机杀菌剂三氯生。
有机杀菌剂与残留溶剂、流平剂、增塑剂和催化剂一起，可以产生一种具有抗菌性能的涂层。因此，为了确定抗菌添加剂的有效性，配方师开发并对干燥薄膜进行加速老化是非常重要的。表2和表3提供了老化和未老化聚酯涂料的数据。结果表明老化试验在确定竞争抗菌溶液中抗菌效果的持久性方面的重要性。
新角色，新机遇
在医院内外，微生物引起的感染对经济和人类的影响越来越大，这为涂料市场部门创造了新的机会。它们存在于各种高接触点产品中，这些产品可能会滋生细菌，这为在公众聚集的任何地方提供预防性抗菌保护开辟了新的角色，尤其是在医疗保健领域。到目前为止，旧抗菌技术的性能差距，特别是在耐久性和灵活性方面，使得涂料配方剂无法成为防止感染引起细菌传播的全面解决方案的一部分。采用纳米技术最新进展的纳米级银添加剂可以弥补这些差距。银纳米颗粒在分子水平上集成，设计用于控制离子释放，从而允许长期的局部银浓度高于抗菌阈值。
在产品的预期寿命内，它们可以继续有效地对抗微生物——细菌、霉菌和真菌。此外，纳米级银稳定，不会热降解或紫外线降解，对产品的其他物理性能没有影响，可以很容易地集成到制造工艺中。最重要的是，它们已经被证明是安全和环保的。涂层与纳米银抗菌保护的结合可以在需要关注感染控制的地方提供强大的防线。
*数字和表格由NanoHorizons Inc.提供。更多信息，请访问www.SmartSilver.com或电子邮件industrial@NanoHorizons.com。
举报辱骂性评论