不同类型敷料的抑菌效果研究

杨少通，贺盼盼，罗 敏，熊 枫，殷义霞

（武汉理工大学：1生物系，2材料复合新技术国家重点实验室，湖北武汉430070）

不同类型敷料的抑菌效果研究

杨少通1，贺盼盼1，罗 敏1，熊 枫2，殷义霞2

（武汉理工大学：1生物系，2材料复合新技术国家重点实验室，湖北武汉430070）

0 引言

在临床上，很多伤口感染问题都出现在伤口创面修复的过程中，敷料在伤口修复过程中起着重要作用．随着各种敷料理论的发展，医疗上对敷料的要求越来越高．伤口愈合涵盖了从最初的损伤、治疗感染、体液丢失、组织再生、伤口闭合到最后的瘢痕形成和重塑的各个方面［1］．传统的敷料，如纱布、棉条等纤维性敷料虽然具有保护伤口的作用，但是吸湿止血效果并不好，伤口愈合慢，易形成痂皮并造成伤口感染，更换时可能会粘连新生成的肉芽组织，给患者带来疼痛［2］．随着伤口湿性愈合理论的提出［3－4］，许多新型敷料不断被研制出来．新型的医用敷料主要包括海藻酸盐类敷料、聚氨酯类敷料、水凝胶类敷料、薄膜类敷料等．虽然敷料种类繁多，但是这些新型的敷料都能为伤口提供一个湿性的环境，可以有效促进伤口愈合．目前临床上对于敷料的要求除了保护伤口，吸湿透气等基本的功能外，还应具有吸收伤口渗出液，促进伤口周围坏死组织和纤维蛋白的溶解，阻止微生物的侵入，降低患者疼痛，易揭除，经济实惠等功能［5］．含银敷料是在医用脱脂纱布或医用非织造布附着上纳米银，从而提高敷料的抑菌效果．纳米银具有广谱的抗菌性和高安全性［6］，但是银必须以溶液形式存在才能发挥它的生物活性，主要是利用纳米银晶体中的Ag＋／Ag0化合物来发挥作用．纳米银对细菌的抑制作用主要通过以下几个方式：①纳米银通过干扰呼吸链中的细胞色素来阻断微生物的呼吸链；②纳米银提高细菌细胞壁的通透性，导致胞内的营养物质外流，从而使细菌死亡；③纳米银可以与微生物细胞中的DNA或RNA结合，破坏细菌、真菌等各种微生物正常的复制、转录、翻译等功能，从而对大部分微生物具有杀伤作用［7－9］．由于敷料能够提供一个湿性的环境，所以结合在敷料上的纳米银可以有效地释放出来，并发挥其优秀的抗菌作用．研究［10－11］表明，纳米银敷料杀菌效果良好，皮下反应良好，对完整皮肤无刺激性和致敏性．但是在纳米银接触血液后可能会带来各种影响，纳米颗粒可以穿越人体屏障进入血液循环系统，通过血液循环分布到生物体全身其它的脏器和组织，甚至进入细胞，从而导致纳米银积累，然后造成细胞毒性［12－14］．利用水刺非织造布法制造的医疗用品具有较高的均匀性和透湿性，它的特点是手感柔软、蓬松、高吸湿性、透气性好、不产生纤维屑，并具有一定的强度，能达到较高的医学要求［15－17］．

本实验采用了目前市面上较常用的康维德公司与瑞典墨尼克的敷料，以及厦门百美特公司提供的含5%CMC的磷酸镐钠银藻酸盐纤维以及改性后的水刺含银藻酸盐敷料作为研究对象．主要通过不同敷料的抑菌率比较，辅以血液相容性实验来探讨出一个较为优秀的敷料．

1 材料和方法

1．1 主要材料与试剂 银离子藻酸盐敷料（瑞典墨尼克产品：美极爽银Melgisorb）；亲水性纤维含银敷料（康维德产品：爱康肤 AQUACEL）；银离子藻酸盐敷料（康乐保产品：拜尔坦G-CP）；藻酸盐粘胶混纺纱布（厦门百美特产品：水刺藻酸盐敷料）；磷酸镐钠银藻酸盐粘胶混纺纱布（厦门百美特产品：水刺含银藻酸盐敷料）；纯银藻酸盐纤维含5%CMC的磷酸镐钠银藻酸盐纤维（厦门百美特产品），金黄色葡萄球菌ATCC 6538、大肠杆菌 ATCC 8739、白色念珠菌ATCC 10231、日本大耳兔（湖北省疾病防治与控制中心）、PBS缓冲液、生理盐水、营养琼脂培养基、沙氏琼脂培养基，Luria-Bertani培养基．

仪器：Sanyo MC0175二氧化碳培养箱，Olympus CK 40倒置显微镜，Multiskan GO酶联免疫检测仪（Thermo Fisher公司），SW-CJ-2FD超净工作台，LDZX-50KB立式压力蒸汽灭菌锅，HH2恒温水浴锅，恒温摇床．

1．2 材料的制备 由于所用材料密度不同，所以采用相同的重量．每种材料取0．2 g，在紫外线照射下消毒灭菌，每一面照射1 h．并在保证材料质量一致的同时尽量保持表面积一致．

1．3 浸提液的制备 称取所测材料0．2 g于50 mL离心管中，按照1 g∶25 mL比例加入5 mL PBS，喷洒酒精后于37℃培养箱内溶胀6 h．溶胀过后，倒去原PBS，按照0．1 g∶10 mL的比例加入20mL PBS在离心管内，封口放在震荡摇床内摇24 h，进行浸提．将浸提过的溶液放到无菌操作台内，重新取5个50 mL离心管，在操作台内将滤膜打开，放在干净离心管管口；用注射器将浸提液抽取出来，拔去针头，插到滤膜内进行过滤，将过滤过的浸提液封口放在冰箱内保存，做好标记．

1．4 敷料的血液相容性检测 首先将抗凝剂水浴，抽取新鲜兔血5 mL，水浴加入抗凝剂1．25 mL（血 ∶抗凝剂＝4∶1），取加入了ACD的新鲜兔血1 mL于15 mL离心管内，加入2 mL PBS缓冲液稀释，3500 r／min离心10 min，弃上清得到红细胞；在红细胞中加入4 mL PBS缓冲液溶解，3500 r／min离心10 min，弃上清液；再次在红细胞中加入4 mL PBS缓冲液稀释，3500 r／min离心10 min，弃去上清液．然后在红细胞中加入10 mL PBS溶液稀释，取稀释后的红细胞0．2 mL＋双蒸水 0．8 mL（阳性对照组）；稀释后的红细胞 0．2 mL＋PBS溶液0．8 mL（阴性对照组）；稀释后的红细胞0．2 mL加入五种敷料浸提液 0．8 mL（实验组）；混匀，37℃培养箱内下静置2 h，最后，混悬液以3500 r／min的速度离心4 min，取上清液100 μL移至96孔板，在酶标仪下测得其光谱，找其最大峰值处所对应的波长，再在其波长下测各孔吸光度．按下式计算红细胞溶血率：红细胞溶血率＝［（实验组OD值－阴性对照组OD值）／（阳性对照组 OD值－阴性对照组 OD值）］×100%．

1．5 分光光度计比浊法检测抑菌效果 本实验采取分光光度计比浊法对目标材料进行抑菌效果的检测［18－20］．首先，将金黄色葡萄球菌与大肠杆菌置于营养琼脂培养基于二氧化碳培养箱、37℃培养24 h，白色念珠菌置于沙氏琼脂培养基于二氧化碳培养箱、37℃培养24 h．取培养24 h后的细菌，用移液枪挑取．移至锥形瓶的LB液体培养基中，在37℃，170 r·min-1的条件下进行摇床振荡培养．待其到达对数生长期时添加敷料，各取0．2 g敷料添加至50 mL LB液体培养基中，并设置空白对照，继续进行摇床振荡培养．敷料抑菌效果检测：分别于加入敷料6 h、12 h、24 h、48 h，测量OD540，与对照组进行比较分析．绘制加入敷料后的细菌生长曲线，比较抑菌效果．取6 h、24 h后的菌液，按下式计算抑菌率：抑菌率＝（对照组OD值－实验组OD值）／（实验组OD值）×100%．

1．6 统计学处理 采用 SPSS19．0统计学软件进行数据分析，卡方检验、组间t检验分析数据结果，P＜0．05表示差异具有统计学意义．

2 结果

2．1 敷料的血液相容性 材料的溶血率反映材料和血液接触后红细胞被破坏的程度，溶血率值越小，反映红细胞被破坏的程度越小．按照国家标准规定合格的生物材料被应用到临床，其溶血率值必须＜5%，图1中上清液的颜色深浅代表红细胞被破坏程度的高低，由图1可初步判断各敷料浸提液对红细胞的破坏程度较低．不同材料的溶血率如表1所示，各敷料浸提液组溶血率值均＜5%，无溶血现象，和阴性对照组（PBS）无明显差异．实验组溶血程度小于阴性对照组，说明材料本身对红细胞的破坏作用很小，几乎为零，试验过程稍有误差就会出现负值的情况．实验说明水刺含银藻酸盐的溶血率较低，表现出良好的血液相容性，是一种良好的敷料，利于伤口愈合．

图1 血液相容性

表1 各材料溶血率

2．2 敷料的抑菌性能

2．2．1 不同敷料的抑菌性能曲线 由图2～4的结果可以看出，通过与空白对照组进行对比，添加了敷料的实验组中均有明显的抑菌效果．在添加敷料6 h后，美极爽银与爱康肤两种敷料对细菌的抑制作用见效最快；在24 h后，有些曲线呈上升趋势，表明该材料的抑菌物质的抑菌效果减弱或消失，细菌恢复生长，抑制细菌生长的时间短．虽然美极爽银抑菌响应较快，但是抑制细菌生长的时间短；爱康肤与含银水刺藻酸盐敷料抑菌作用较为持久，能够减少更换敷料的次数，减轻患者的痛苦．

图2 金黄色葡萄球菌生长曲线

图3 不同材料对大肠杆菌生长的影响

2．2．2 不同敷料24 h抑菌率 通过抑菌率对比，可以更加直观地比较几种敷料的抑菌效果．根据添加的敷料和液体培养基的比例不同，抑菌率也会随之改变，敷料所占的比例越大，抑菌效果也会越好，但是会影响细菌的生长空间，所以本研究采取等效性实验，尽量让细菌在一个较自然的环境下生长，这种情况下抑菌率可能偏低，因此本研究只对各敷料的抑菌率进行横向对比．各实验组中的敷料都具有抗菌效果，其中爱康肤亲水性纤维含银敷料对3种菌的抑菌效果最好，其次是厦门百美特（水刺含银藻酸盐敷料）和美极爽银；最后是含5%CMC的磷酸镐钠银藻酸盐纤维．爱康肤与美极爽银对大肠杆菌抑制作用比较明显，厦门百美特（水刺含银藻酸盐敷料）对3种菌的抑制效果相近，说明其具有较良好的广谱抗菌性（表2）．

表2 不同材料作用细菌24 h后抑菌率结果

3 结论

随着医疗技术的发展，人们越来越重视伤口的护理，对敷料的抗菌性能要求也越来越高．海藻酸纤维能在伤口表面原位形成凝胶，创造利于伤口愈合的湿性密闭环境．而纳米银具有广谱的抗菌性能，可以有效抑制细菌的生长，给伤口创造一个无菌的环境．在海藻酸纤维的内部添加均匀分散的纳米银颗粒，可以结合两者的优点，在保证其优异的抗菌性能的同时促进伤口愈合．通过医用水刺非织造纱布技术将纳米银载入海藻酸纤维当中，可以使敷料具有良好的透气性、吸湿性，迅速吸收伤口分泌物，不起毛，不掉屑，以剔除，可以防止伤口的二次感染，得到更加安全的载银海藻酸纤维．

本研究表明，厦门百美特生产的水刺含银藻酸盐敷料具有较低的溶血性，对人体血液影响较小，并具有较好的抑菌效果．厦门百美特公司将含有5%CMC的磷酸镐钠银藻酸盐纤维改良成磷酸镐钠银藻酸盐粘胶混纺纱布后，抑菌效果有明显的的提升，并优于市场上销售的康乐保产品：银离子藻酸盐敷料．含银的藻酸盐敷料是现在医用敷料研究的热点，虽然纳米银在具有良好的抑菌效果，但是含银藻酸盐在使用过程中可能伴随着纳米颗粒的脱落和银离子的释放，并在体内迁移，于不同脏器引起蓄积，从而对人体造成损伤，具有潜在的毒性风险．因此，还需要在纳米银对人体的毒性作用方面做一个具体的评估．

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Study on antibacterial effect of different types of dressings

YANG Shao-Tong1， HE Pan-Pan1， LUO Min1， XIONG Feng2，YIN Yi-Xia21Department of Biology，2State Key Laboratory of Advanced Technology for Materials Synthesis and Processing，Wuhan University of Technology， Wuhan 430070， China

AIM：To find out a kind of dressing with blood compatibility and antibacterial effect．METHODS：Different types of dressings were selected as research objects，and the biosecurity of dressings were studied by blood compatibility experiment，then the antibacterial effect of the medical dressings were detected by spectrophotometer turbidimetricexperiment．RESULTS：The hemolysis rate of the spunlaced silver alginate dressing was less than 5%，indicating that the material had no hemolysis and had good blood compatibility．Compared with other dressings， the spunlaced silver alginate dressing had a better antibacterial effect which can inhibit the growth of bacteria effectively．CONCLUSION：The spunlaced silver alginate dressing as a new kind of medical dressing，can prevent wound infection and promote wound healing，which is a new kind of dressing with good medical value and application prospect．

spunlaced silver alginate dressings； hemocompatibility；antibacterial effect

目的：寻找一种具有良好血液相容性和良好抑菌效果的敷料．方法：以不同类型的敷料作为研究对象，通过血液相容性实验对敷料的生物安全性作初步探究．通过分光光度计比浊法对目标材料进行抑菌效果的检测．结果：新型水刺含银藻酸盐敷料的溶血率低于5%，表明该材料无溶血现象，具有良好的血液相容性．通过与其它敷料的抑菌效果比较，新型水刺含银藻酸盐敷料有较好的抑菌效果，可以有效抑制细菌的生长．结论：新型水刺含银藻酸盐敷料作为一种医用敷料，具有能够防止伤口感染，促进伤口愈合的作用，是一种具有较高医用价值和良好应用前景的新型敷料．

水刺含银敷料；血液相容性；抑菌性能

R318

A

2095-6894（2017）12-30-04

2017－03－14；接受日期：2017－03－30

国家自然科学基金青年项目（51403168）；中国留学基金委资助（201606955009）；武汉理工大学校企科研项目（20161h0072）；全国大学生创新创业计划（20161049720016）

杨少通．E-mail：tongshao95＠ 163．com

殷义霞．副研究员．研究方向：生物材料．E-mail：yinyixia＠ whut．edu．cn