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抗菌材料在医疗环境中的应用

摘自:诗烨  日期:2022-02-15  [返回]


    人类的生存是与微生物不断博弈的过程,在新冠病毒还未完全控制的今天更是这样,公共环境中人们会与家具有较多的接触机会,从而增加了微生物传播感染的潜在风险,因此抗菌家具及材料的研发和使用就格外具有重要意义。


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    微生物一般意义上指:肉眼不能看到的细菌、病毒、真菌以及一些小型的原生生物,抗菌是采用化学或物理方法杀灭细菌或妨碍细菌生长繁殖及其活性的过程。广义的抗菌,不仅指抗细菌,还包括对抗病毒、抗藻、防腐、防螨等。


    抗菌型家具材料是一种具有抗菌效果的功能性材料,它通过抑制材料表面微生物的繁殖或杀灭材料表面的细菌使产品具有自洁抗菌功能,保持其自身的卫生和安全。


    目前常用的抗菌剂主要分为无机抗菌剂、有机抗菌剂和天然抗菌剂三大类。


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    无机抗菌剂是含有抗菌性的金属离子的抗菌剂,分为金属离子型和氧化物型(光触媒)。


    金属离子抗菌剂利用银、铜、锌等金属的抗菌能力,通过物理吸附离子交换等方法,将银、铜、锌等金属(或其离子)固定在氟石、硅胶等多孔材料的表面制成抗菌剂,然后将其加入到相应的制品中即获得具有抗菌能力的材料。


    银离子类抗菌剂是最常用的抗菌剂,呈白色细粉末状,耐热温度可达270℃以上。银离子类抗菌剂的载体有沸石、陶瓷、活性炭等。有时为了提高协同作用,再添加一些铜离子、锌离子。


    以银系为代表的抗菌剂属接触反应抗菌机理,当微量的银离子到达微生物细胞时,因后者带负电荷,依靠库仑引力使两者牢固吸附,进而破坏其电解质平衡,导致微生物由于细胞壁受损而被杀灭。


    无机抗菌剂具有缓释长效、广谱抗菌、性能稳定、抗菌率高等特点,应用范围较广。


氧化物型(光触媒)

    二氧化钛在紫外线作用下吸收光能形成高能状态,可以和水分子反应分解出氢氧自由基,氢氧自由基具有很强的氧化和分界能力,能快速将微生物分解成无机小分子。


    氧化物型的无机抗菌剂中最典型的使二氧化钛,是一种具有光催化功能的光半导体,俗称“光触媒”。


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    有机抗菌剂的主要有有酰基苯胺类、咪唑类、季铵盐类、苯酚类等。目前有机抗菌剂的安全性尚在研究中。一般来说有机抗菌剂耐热性差些,容易水解,有效期短。


    天然抗菌剂是人类最早使用的抗菌剂,主要来源于天然植物的提取物,如甲壳素、芥末、蓖麻油、山葵等,目前天然抗菌材料主要有从甲壳类动物提取的壳聚糖以及植物纤维类,壳聚糖的抗菌原理是平接自身携带的正电荷靠近携带负电荷的微生物从而阻碍微生物的代谢和繁殖。 


    但天然抗菌剂抗菌作用有限,耐热性较差,杀菌率低但由于其来源复杂、生产成本高、使用寿命短、稳定性差等问题,很难规模化生产,因此,在市场上应用较少天然抗菌剂主要来自天然植物的提取,不能广谱长效使用且数量很少。


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    不同家具类型在实现抗菌性能时使用的方法也不尽相同。如凳类、桌类、柜类等硬体家具需对表面进行抗菌处理,床、沙发等软体家具需要对原材料进行抗菌剂的浸渍、喷涂来实现抗菌。


1.抗菌涂料

    涂料是通过不同工艺涂覆在物体表面的固体薄膜材料,抗菌涂料则是一种添加抗菌剂的涂料。


    目前抗菌涂料所用抗菌剂主要有天然抗菌剂、有机抗菌剂和无机抗菌剂三大类。有机抗菌剂主要有醇类、酚类等,这类抗菌剂来源丰富、不易变色、短期抑菌效果强,但依然存在使用寿命短、不耐热、毒性强等问题。无机抗菌剂是含有抗菌性的金属离子的抗菌剂,无机抗菌剂具有缓释长效、广谱抗菌、性能稳定、抗菌率高等特点,应用范围较广。


2.抗菌人造板

    人造板作为重要的装饰和结构材料,在室内装饰中应用广泛。人造板的基材以木材最为常见,由于木材容易受到昆虫、微生物的侵蚀而发生霉变、变色、腐朽等问题,因此对木材进行抗菌处理是十分必要的。


    在目前的研究中,最常见的方法是使用抗菌剂通过对薄木改性或在胶黏剂中添加具有抗菌功能的无机金属浆料制成饰面人造板的方式来达到抗菌效果。研究表明,抗菌人造板的抗菌率能达到94%以上,并有着、稳定、持久的抗菌性能。


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3.抗菌织物

    在室内环境中,床上用品、沙发、窗帘、壁布等都离不开纤维织物,因此抗菌织物的发展和人们的生活质量和健康水平息息相关。


    抗菌织物的制备有两种方法:一是以抗菌纤维直接织成抗菌织物,二是通过后期处理将抗菌剂固定在纤维上。抗菌纤维的制备方法是通过化学技术、物理改性等技术使纤维本身具有抗菌功能,第二种方法是将抗菌剂涂饰在织物上,使织物具有抗菌功能。


    抗菌家具及其材料作为媒介可阻止或减少病菌的扩散传播,所以了解用抗菌材料对现实有着重要的意义。

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