温大抗菌抑菌材料课件第7章 抗菌材料在医疗领域的应用

第七章抗菌材料在医疗领域的应用第一节抗菌材料作为生物材料的应用一、生物材料发展概况生物医用材料指可以对机体、组织和器官进行诊断、治疗、修复或替代的一类特殊功能材料。5000年BC就已经开始采用木材修复失牙20世纪30’s开始有所发展20世纪中后期高分子推动了生物医用材料的发展生物医用材料医用金属材料、医用高分子材料、生物陶瓷材料和生物医用复合材料生物惰性材料、生物活性材料、可生物降解和吸收材料（生物化学活性水平）直接关系到人们的生命和健康生物材料对于治疗疾病、战胜病魔能发挥巨大的作用医用高分子材料品种最多、发展最快医用金属材料研究开发水平基本处于国际水平陶瓷和医用复合材料处于产业开发阶段二、抗菌材料在生物材料中的应用（一）抗菌生物活性陶瓷材料

生物活性陶瓷是指能与肌体骨组织、软组织形成化学键合的陶瓷材料。生物活性玻璃磷酸钙基生物活性陶瓷生物活性玻璃、生物活性玻璃陶瓷羟基磷灰石基活性陶瓷磷酸钙基活性陶瓷

活性陶瓷与人体组织之间的键合是通过在陶瓷和人体组织界面处胶原和羟基磷灰石形成混合键合或在羟基磷灰石外延生长键合进行的。由于活性陶瓷表面凝胶层的形成，导致了陶瓷表面适合微生物的生长，并可能形成菌膜，导致植入者产生败血症等病症。常见的微生物有葡萄球菌、肠球菌、绿脓杆菌、表皮葡萄球菌等。OhioU开发了Ketch玻璃基系列骨水泥，用于牙科修补和龋齿的治疗Sol-Gel法制备四组分生物活性玻璃SiO2-CaO-P2O5-Ag2O法国负载庆大霉素和万古霉素制备成抗菌磷酸钙移植材料，用于骨髓炎的治疗(二)抗菌胶原生物材料胶原是一种蛋白质纤维，是哺乳动物体内支持组织和结缔组织的主要组成部分胶原材料作为生物医学材料应用广泛由于胶原蛋白在移植进入人体时，表面易生成一层由多糖和细胞外机制组成黏液层，在这层的外面容易吸附微生物而形成生物膜，从而导致移植部位的感染和发炎。胶原材料中吸附、接枝或共混人抗菌物质，制备成自身具备抗感染功能的生物医用材料。德国Friedrich-Alexander大学将抗菌物质涂饰在纤维原蛋白表面，形成抗菌生物纤维，然后制备成胶原补片，用于开放型或小的外科创伤口的修复，具有良好的抗感染性能和力学性能。胶原蛋白为生物相容性极佳的生物材料：保健营养、化妆品和高阶医药台湾工研院生医中心：一般外科手术敷料、药物释放系统、组织工程产品、美容医学应用、齿科GTR材料应用、化妆品应用、细胞培养模板、组织修补材料(三)抗菌生物医用高分子材料30s赛璐珞膜透析膜制成人工肾逐步替代传统无机材料如金属(或合金)、玻璃、陶瓷、磷灰石等用于制备医疗器械10%~12%的年均增长率持续增长高分子表面有一定的微生物亲和性，微生物包括病原性微生物容易吸附在高分子材料表面，逐渐繁殖，释放基质外材料，在材料表面形成菌膜。微生物亲和性高分子材料表面微生物粘附StenvesInstituteofTechnology：开发了系列添加2,4,4’

三氯-2-羟基二苯醚的抗菌高分子材料具有良好的抗菌性能，抗菌谱广医院内的座椅靠垫、病房用品全日美实业(上海)有限公司纸尿裤抗菌、吸水、超强吸收、防漏医用抗菌织物含有消毒、灭菌功能的溶液或材料或是将药物涂覆在织品表面抗菌制品短期抗菌性能良好，但耐久性较差北京埃特玛多功能膜材料有有限公司5%~10%纳米级微粒银源粉末(四)其他抗菌生物材料壳聚糖：优异的生物相容性、抗菌性能康特速生物流体敷料膜——壳聚糖配置成的新型生物敷料良好的天然抗菌作用，其有促进局部创伤面免疫功能的作用，具有促使创伤面加速愈合的作用，安全可靠，且具有良好的生物相容性适用于创伤、烧伤、体表溃疡、冻疮溃疡第二节抗菌材料在医疗器械中的应用一、医疗器械定义医疗器械是指单独或者组合使用于人体的仪器、设备、器具、材料或者其他物品，包括所需的软件，其使用目的如下：(1)疾病的预防、诊断、治疗、监护或者缓解；(2)损伤或残疾的诊断、治疗、监护、缓解或者补偿；(3)解剖或生理过程的研究、替代或者修复；(4)妊娠的控制。二、用于医疗器械的材料的特殊要求直接关系到人的健康和生命，必须确保安全可靠。检测材料的物理和化学性能是否复合使用要求，进行材料的生物学评价三、医疗器械微生物导致感染情况院内感染指病人在住院48~72h后或住院期间发生的感染。静脉导管、气管切开或插管、心导管、导尿管、T管引流、人工呼吸器、腹膜或血液透析、器械植入等创伤性诊疗是诱发院内感染的重要因素院内感染发病率为5%，英国为7.3%，日本为5.8%，比利时为10.3%，我国为10%1998年在美国约有3500万住院病人，180万例导管相关型感染发生，造成8.8万病人死亡，额外的医疗费用高达100~150亿元我国每年约有400万人发生导管相关型感染，额外的医疗费用高达100~150亿元四、抗菌材料在医疗器械中的应用医用高分子材料要求较高:

需要抗感染高分子材料制备医用导管抗菌剂和抗菌高分子材料已是国外研究的热点80s美国和日本提高医用高分子导管尤其是导管相关型感染严重的中心静脉插管(CVC)的抗菌能力AL(antibioticlock)法：将高浓度的抗生素滴加到Huckman中心插管中浸泡一段时间，使导管的内腔表面吸附上一层抗生素，然后再在临床上使用。抗生素可持续作用12h以上，手术存活率也从近10年的平均存活率30%~65%提高到了91%抗菌性能持续有效期较短

为提高导管的抑菌抗感染性能的长效性，研制了涂层型抗感染导管：保持较长时间的对致病菌的抑制效果抗菌活性不会被体内物质破坏涂层物质无毒不引起其他对人体有害的生理作用不损害导管本身的性能导尿管抗感染导尿管显著提高导尿管留置时间，减少长期使用导尿管病人的换管次数，减少病人的痛苦。德国公司已经开发镀银型和渗银型抗感染导尿管北京金铱兰真空镀层技术开发公司开发了涂层型抗菌导尿管在乳胶或硅橡胶等材质的导尿管上结合高效广谱抗菌剂。对尿道常见的金黄色葡萄球菌和大肠杆菌等有明显的抑菌作用，抑菌率分别达到97%,95%中国科学院工程塑料国家工程研究中心开发了抗感染剂适合于医用高分子材料和高分子器械具有无毒、高效、抗感染性能好等特点研究了抗感染剂和各种高分子的复合工艺抗感染剂与PE,PP及各种橡胶复合无需对加工设备和加工工艺进行任何修改开发出适合我国实际应用的抗感染医用高分子导管将抗感染剂与医用高分子共混后通过挤出、混炼或密炼等方法制备（整体具有抗感染功能的医用抗感染高分子材料）具有抗感染性能可靠、有效作用时间长、抗菌谱广、材料适应性强等优点无须增添新的设备、增加新的操作工序，有效地控制了抗感染高分子医疗器械的生产成本医用抗感染材料达到以下要求:(1)生物安全性(2)抗感染性能(3)抗感染剂对高分子物理机械性能的影响(4)加工性能第三节抗菌材料在医院设施中的应用一、微生物对院内设施的影响

3月20日，天津蓟县妇幼保健院6名新生儿先后出现感染症状，其中5名婴儿死亡，1名婴儿还在救治之中。主要原因是新生儿暖箱细菌种类很多污染严重，清洁消毒不彻底。二、抗菌材料在院内设施中的应用(一)抗菌材料在医院隔离预防装置中的应用

隔离预防是医院中常用的一种措施，防止感染因子从病人或带菌者传播给其他人。具有特殊的通风装置，室内呈负压，或每小时至少换气6次，室内排出的空气要经特殊处置(排出户外大气中或循环)。室内含菌的大颗粒气溶胶经由密切接触传播，播散距离在0.9m<3ft)之内，人员在密切接触这种感染病人时才需戴口罩。(二)抗菌材料在医院洁净手术室和病房中的应用目前，控制室内微生物数量最常用的方法是净化通气，室内表面发菌量与材料、消毒方法等直接相关。如果能够采用抗菌材料制备，抑制室内表面微生物的生长和附着，将明显提高室内的洁净水平。(三)抗菌材料在医院装备上的应用抗菌塑料制备药盒、送药车、手术盆以及医院用垃圾桶、废纸篓、废液桶等台湾的医院已广泛利用抗菌纤维