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纳米氧化铜抗菌剂，纳米氧化铜抑菌剂，纳米级氧化铜制备方法
铜是人体中含量仅次于铁和锌,在微量元素中居第3位的生命元素。它是细胞内部氧化过程的催化剂,对细菌和病毒有抑制作用,已经被广泛应用于水净 化、灭藻、灭真菌等领域。达西浓纳米客人利用铜的特殊性能,开发了铜基抗菌纤维,具有抗菌、抗病毒等性能,可制成 医用织物、床上用品、袜子和服装,与银基抗菌纤维相比,能更好地防止细菌感染,减少疾病。
关键词：铜离子;抗菌性能;铜基抗菌纤维;医用敷料
铜的生物活性
1.铜的生理作用
成年人体内含有50~120 mg的铜,其中50%~70%存在于肌肉和骨骼中,20%在肝脏中,5%~10%在血液中。铜在人体皮肤、软骨等结 蒂组织的新陈代谢中起重要作用,可催化血红蛋白的合成,参与造血过程。铜在肝脏内合成血浆铜蓝蛋白,加速血红蛋白及卟啉的合成,加速幼稚细胞的成熟及释 放。血清中的铜对毒素有螯合作用,可以解毒并提高白细胞杀灭细菌的能力,具有治疗和预防肿瘤或癌症的作用。人类很早以前就已经认识到铜的保健作用,古埃及 人和古希腊人用铜管清洁饮用水,阿兹特克人用铜治疗喉咙痛。
2.铜的抗菌性能
许多金属离子具有杀菌作用,铜是其中最具代表性的金属之一。铜具有抑制细菌、病毒和水中微生物生长的作用,其作用机制为:铜在有水的条件下生成的 Cu2+透过细胞膜,到达细胞的内部,由于Cu2+为重金属离子,能使某些酶变性,打乱细菌中重要金属离子的自然状态,破坏核酸的立体结构及细胞的渗透压,从而破坏他们的新陈代谢,杀死微生物。铜离子通过静电作用与细胞及病毒中带负电的区域结合,破坏细胞的结构,减少氧分子进入。
3.铜基抗菌纤维的制备
铜基抗菌纤维是一种新型抗菌纤维,可以通过2种方法制备:一种是在棉纤维上镀氧化铜;另一种是在聚酯、聚丙烯、 聚乙烯、聚氨酯、聚酰胺等纤维中通过共混纺丝加入氧化铜。这样得到的纤维在切成短纤维后可与其他纤维进行混纺,或者直接加工成织物,纤维中氧化铜的含量约为3%。
铜基抗菌纤维的应用
1.抗菌纺织品
随着全球大气温度的升高,以及城市化带来的人口密度上升,细菌感染已经成为严重的社会问题之一。服装和纺织品是细菌感染和交叉感染的重要渠道,为 了控制细菌增长,防止他们的扩散,许多纤维都加入了抗菌物质以提高纤维的抗菌性能。银离子是目前使用较多的无机抗菌剂。近年来,铜的抗菌作用也 日益得到重视。铜基抗菌材料已用于空调系统的杀菌,通过安装铜质的网面可以有效防止病菌的滋生和散发。铜质储水罐安装在太阳能热水器中能起到净化水的作 用,抑制或杀死水中的病菌。
铜基抗菌纤维具有优良的抗菌性能,可以制备具有抗菌性能的袜子、吊带衫、床单、毛巾、内衣、口罩、抹布、空调滤纸等。试验证明,含铜纺织品不产生皮肤过敏现象。
铜基抗菌纤维也具有很好的抗螨性能。通过测试与铜基抗菌纤维接触不同时间后螨虫的成活率。在测试的前12d中,与普通织物接触的螨虫成活率为100%,而与含2%氧化铜的织物接触5d后,所有的螨虫全部被杀死。
2.血液过滤材料
作为一种铜化合物,氧化铜具有广谱抗菌作用,对细菌、病毒及真菌都有活性。当纤维中加入氧化铜后,纤维具有优良的抗菌、抗病毒作用,可以制备抗病毒的手套及过滤装置。铜基抗菌纤维对MRSA也有很强的抑制作用,可以阻止病区内细菌的感染。
将含爱滋病毒HIV-1的培养液分别经过氧化铜粉末及含铜纤维过滤,测试结果表明,氧化铜粉末及含铜纤维均能杀死培养液中的爱滋病毒。采用以铜基抗菌纤维为原料制备的非织造布过滤血液,可有效地控制爱滋病毒的扩散。
3.功能性医用敷料
临床已证明铜对人体的毒性很低。铜离子能增强生长因子的活性,刺激皮肤生成新的毛细血管,在伤口上使用含铜医用敷料能加快伤口的愈合速度。由于伤口的表面一般是温暖而且潮湿的环境,细菌在伤口上的繁殖速度很快,使伤口成为交叉感染的重要来源之一。为了控制伤口上的细菌并且防 止他们的扩散,许多医用敷料中加入了各种类型的银化合物,所制备的含银医用敷料能有效地抑制细菌的增长繁殖。铜离子具有类似于银离子的抗菌作用,并且不会产生细菌抵抗性,已经证明铜离子能促进慢性溃疡性伤口的愈合。因此,铜基抗菌纤维特别适用于功能性医用敷料的生产。
4.枕套与眼罩
含铜离子织物与皮肤接触时能产生物理作用,刺激肌肤中胶原蛋白的生长。与眼睛接触时可以改善眼部血液循环,从而明显淡化皱纹和黑眼圈。利用这种特 殊的性能,可以将铜基抗菌织物加工成枕套与眼罩。一系列的临床试验证明,睡觉时使用含铜的枕套与眼罩后,能有效减少皱纹、细纹和雀斑,并能改 善整体肤色,皮肤上的痘痘不再出现,皮肤明显光滑,眼角皱纹明显减少。使用这种抗皱纹枕套不仅能使皮肤健康,更具活力,而且还能消灭枕套上的细菌,抑制细 菌对皮肤的侵害。
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