硅橡胶抗菌性能改性原理

硅橡胶材料对生物活体组织有极大的惰性，，
，因此由硅橡胶材料制成的医疗器械用品种类不断增多
，
，，，并且应用的领域愈来愈广泛
，，对硅橡胶材料的抗菌性能要求也不断提高。。随着社会医疗水平进步
，，，不同分类和功能的医疗用品分类越来越细化，，，不论是外用器械还是短期介入或长期植入产品，，硅橡胶产品已经应用在医疗、、服务、、、、卫生、、、、健康的各个领域，，并形成了完备的产品链。
。

除医疗用品以外，，，当前对于日常生活用品的洁净性和抗菌性也提出了需求
，，，特别是和生命安全和健康相关的要求越来越高。。当前社会的高速发展，
，，使得各种化学物品应用泛滥，，，以及抗生素的滥用，，也导致出现了多种未曾有过的病菌
。。某些病菌是已知病菌的变异种，
，，，但感染能力更强，
，，繁殖更快，
，，，因此对具有抗菌能力的新型材料，，，
，包括抗菌硅橡胶的研究势在必行。。。。

1 抗菌剂类型及抗菌原理

当前得到广泛应用的抗菌剂主要包括以下四种类型
。。。

• 金属离子抗菌剂

金属离子抗菌剂的基本原理是
：细菌表面带有负电荷，，，而金属离子带有正电荷。。细菌与金属离子通过库仓力相互吸引，，
，彼此接触；随后金属离子会对细菌的细胞膜造成破坏，，，导致细菌内部组织流出，
，，，并与组织液中蛋白质、
、、、DNA反应
，，，，进而导致细菌无法繁殖、、、代谢，
，最终死亡。。。。以典型的Ag⁺离子抗菌剂为例，，，，Ag⁺离子与细菌中蛋白质、、、
、DNA的结合是可逆的，
，当细菌被灭杀之后
，，Ag⁺重新回到环境中，，，继续参与细菌的灭活。。。。

• 光催化型纳米抗菌剂

光催化型抗菌剂主要由半导体物质构成，，其中最常见的是TiO₂，
，
，，另外还有ZnO、、、WO₃
、、、、ZrO、、SnO₂、
、
、
、SiC等。。

半导体光催化抗菌剂的抗菌原理是：在有合适的紫外光照射的情况下
，，，光催化型抗菌剂会通过电子吸收能量跃迁而产生羟基自由基，，羟基自由基会与细菌分子中的活性官能团发生反应，，，，进而消灭细菌。。。
。光催化型抗菌剂可以降解细菌死后遗留的有害物质，，，，且其自身不会消耗
。。。
。以TiO₂为例，，，，通过对其进行改性可以扩大其对光的吸收范围，
，
，进而扩大了它是使用范围。。在食品保鲜膜中加入TiO₂后，，其保鲜效果可以比原来高2-3倍

• 天然抗菌剂

天然抗菌剂大多是从天然动植物种获得的，，例如，，
，从有壳动物中获得的甲壳素，，，，经过脱乙酰化可以得到具有抗菌能力的壳聚糖。。此外，，，壳聚糖的衍生物同样也具有抗菌效果。。

壳聚糖的抗菌原理是：一般细菌细胞膜显负电性，，而带氨基正电基团的壳聚糖可以与细菌的负电荷部分相互吸引结合，，，由此禁锢了细菌的正常活生理活动
，，从而杀死细菌
。
。
。。另外，，，低分子量壳聚糖还可以透过细菌细胞膜，
，进入细菌体内，，
，与DNA发生反应，，，从而抑制细菌滋生。。壳聚糖的灭菌性能与其分子量大小、
、环境酸碱性度及脱乙酰化程度相关。。。。

• 有机合成抗菌剂

经过人工合成的有机抗菌剂包括季胺盐类
，，，
，双胍类、
、、醇类、、、、酚类、、醛类、、有机酸类
、、、、酯类、、醚类、、过氧化物类等。。。。人工合成的抗菌剂灭菌原理：主要通过破坏细菌的细胞膜来达到灭菌的目的，，，，主要方式是通过库仓力相互吸引，，，，或者是通过硫基与细菌细胞膜上的蛋白质反应。
。。

研究人员已经对季铵盐抗菌剂做了大量的研究，，
，，已先后研制出四种不同类型的季按盐抗菌剂。。现在对季铵盐抗菌的研究重点基本在于如何升高其抗菌活性。。。主要方法包括将不饱和烷基接枝到季按盐的氮原子上，，，或者在其非亲水性链段上接枝硫的杂原子。。
。
。例如，
，，十六烷基吡啶卤化铵对免疫性很强的葡萄球菌的灭杀作用也很强，，，，几乎能杀灭所有的革兰氏苗菌。。

2 材料改性

• 本体改性

将选定的抗菌剂与固体硅橡胶生胶按一定比例共混、、、精炼然后经过一段、、二段硫化
，
，就能得到具有一定抗菌性能的硅橡胶制品
，，，此改性方法称为硅橡胶材料本体改性。。。。

本体改性的优点的是制备工艺相对简单，，，材料的抗菌性比较持久，，
，
，稳定性好
。。但是抗菌物质的加入容易影响硅橡胶的力学性能
，
，
，要考虑到抗菌剂与硅橡胶基材的相容性和抗菌剂在材料中的释放。。

• 表面改性

表面改性是指对硅橡胶的表面进行特征改性，，而不对硅橡胶内部产生影响，
，，通常是在硅橡胶固化阶段或固化完成后对制品表面的特征改性
。。。这种改性方法既能够达到材料特定性能的要求，
，又能最大程度保留硅橡胶材料本体的优良性能，，，，应用广泛。。
。。

表面改性的方法也可以赋予硅橡胶良好的抗菌性能
，
，，
，且不会破坏硅橡胶的力学性能
。。。。通过表面改性的方法增加硅橡胶的抗菌性包括在硅橡胶的表面直接涂覆
、、、、喷涂抗菌涂层，，，，在硅橡胶表面通过化学方法接枝抗菌物质
，，
，还有对材料进行表面离子注入的方法等。。。。