无机抗菌材料抗菌机理研究进展

摘要

无机材料作为抗菌剂进入人们的视野以来,其材料特性与抗菌机理不断得到研究.无机抗菌材料主要分为金属离子型(如Ag、Cu、Zn等)与金属氧化物光催化型(如TiO2、ZnO等),将其制备成纳米级材料后,其由于比表面积增大,可以更好地吸附于微生物,获得更好的抗菌效果.同时,相比于有机抗菌材料和天然抗菌材料,无机抗菌材料具有毒性低、稳定性高、耐久性好、不容易引起细菌耐药性的优点.然而,近些年对无机抗菌材料抗菌机理的提出与研究缺乏系统的分析和论证,大部分研究人员仅对某一金属型抗菌材料提出该种材料的抗菌机理.银系抗菌材料的抗菌机理是无机抗菌材料中研究较为深入的,一般认为银系抗菌材料释放出Ag+,Ag+吸附于细菌表面,然后击穿细胞膜进入细胞内部与细胞内容物发生反应,最后导致细菌失活.而金属氧化物光催化型(如TiO2)抗菌材料由于其较宽的光学带隙在光照的条件下可发生光催化反应,从而产生大量如·OH、·O2-一类的自由基,当这些自由基与细胞接触时,与细胞内有机物反应,导致细菌失活.本文归纳了各种无机材料的抗菌机理研究方式及内容,并对其进行了总结分析,根据抗菌活性物质和作用对象将抗菌机理分为三类:直接接触型、溶出-渗透型和催化氧化型.目前的研究表明,三种抗菌机理往往共同存在,相互交错,对其机理分析仍不透彻,因此建议从分子生物学和基因层面,比如细胞修复、蛋白质转换等方面揭示抗菌机理.