X بستن تبلیغات
X بستن تبلیغات
header
متن مورد نظر

نانو ذرات نقره

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

هم اکنون نانو ذرات و مواد نانو بلورین به عنوان عوامل ضد میکروبی و ضد قارچی تجاری شده اند. صنعت مراقبت های بهداشتی با توجه به رشد مقاومت باکتری ها و آنتی بیوتیک ها، به شدت به خاصیت ضد میکروبی نقره دست پیدا کرده است. در زمان یونان باستان داخل مواد آشامیدنی نقره اضافه می شد یا آب در ظرف نقره ای آشامیده می شد، زیرا یونانیان اعتقاد داشتند که نقره عمر آنان را افزایش خواهد داد. این همان خاصیت ضد میکروبی نقره است که علم امروز بشر آنرا اثبات کرده است. نانو ذرات دارای سطح بسیار زیادی اند و در مورد نقره بطور خاص، این افزایش سطح باعث خواهد شد که یک گرم از نانو ذرات نقره برای ضد باکتری کردن یک صد متر مربع از سطح یک ماده کافی باشد. از انجا که پوشش دادن وسایل مصرفی با نقره فلزی خالص برای ضد باکتری کردن آنها، دارای قیمت تمام شده زیادی است، بنابراین محققان دریافته اند که استفاده از مواد فلزی دیگر و ترکیب آنها با نقره، یک راه عملی برای استفاده از خاصیت میکروب کشی نقره است. به همین دلیل دانشمندان تحقیقات گسترده ای بر روی سنتز نانو ذرات نقره انجام داده اند.

هم اکنون نانو ذرات و مواد نانو بلورین به عنوان عوامل ضد میکروبی و ضد قارچی تجاری شده اند. صنعت مراقبت های بهداشتی با توجه به رشد مقاومت باکتری ها و آنتی بیوتیک ها، به شدت به خاصیت ضد میکروبی نقره دست پیدا کرده است. در زمان یونان باستان داخل مواد آشامیدنی نقره اضافه می شد یا آب در ظرف نقره ای آشامیده می شد، زیرا یونانیان اعتقاد داشتند که نقره عمر آنان را افزایش خواهد داد. این همان خاصیت ضد میکروبی نقره است که علم امروز بشر آنرا اثبات کرده است. نانو ذرات دارای سطح بسیار زیادی اند و در مورد نقره بطور خاص، این افزایش سطح باعث خواهد شد که یک گرم از نانو ذرات نقره برای ضد باکتری کردن یک صد متر مربع از سطح یک ماده کافی باشد. از انجا که پوشش دادن وسایل مصرفی با نقره فلزی خالص برای ضد باکتری کردن آنها، دارای قیمت تمام شده زیادی است، بنابراین محققان دریافته اند که استفاده از مواد فلزی دیگر و ترکیب آنها با نقره، یک راه عملی برای استفاده از خاصیت میکروب کشی نقره است. به همین دلیل دانشمندان تحقیقات گسترده ای بر روی سنتز نانو ذرات نقره انجام داده اند.

نانو ذرات فلزی خواص الکتریکی، مغناطیسی، کاتالیستی و نوری خاص و متفاوتی نسبت به توده ی فلزی نشان میدهد. این خواص سبب کاربردهای ویژه این نانو ذرات در مهندسی پزشکی، علوم زیستی، شیمیایی، نوری و الکترونیکی می شود. از میان نانو ذرات فلزی، نانو ذرات نقره به علت دارا بودن خواص کاتالیستی، ضد میکروبی نقش پر رنگ ایفا می کند. نانو سیلور یک دستاورد شگرف علمی از نانو تکنولوژی است که در عرصه های مختلف پزشکی، صنایع مختلف مثل کشاورزی و دامپروری و بسته بندی، لوازم خانگی، آرایشی، بهداشتی و نظامی کاربرد دارد.

هم اکنون نانو ذرات و مواد نانو بلورین به عنوان عوامل ضد میکروبی و ضد قارچی تجاری شده اند. صنعت مراقبت های بهداشتی با توجه به رشد مقاومت باکتری ها به آنتی بیوتیک ها، به شدت به قابلیت افزایش محافظت در برابر آنها نیازمند است. در اکثر موارد مکانسیم های عملکرد آنتی بیوتیک ها به خوبی درک نشدهاست و به همین دلیل احتمال کشف مواد جدید و بهتر همواره وجود دارد.

نانو ذرات نقره

نقره به دلیل خواص آنتی بیوتیک اش مدتهای درازی شناخته شده بود، اما اخیراً به دلیل ساخته شدن به صورت نانو ذرات ـ که انحلال و در نتیجه قدرت آن را بیشتر می کند ـ استفاده بیشتری یافتهاست.

نانو ذرات نقره (Nano Silver) یک دستاورد شگرف علمی از فناوری نانو است که در عرصه های مختلف پزشکی، صنایع مختلف مثل کشاورزی و دامپروری و بسته بندی، لوازم خانگی، آرایشی، بهداشتی و نظامی کاربرد دارد. در فناوری نانو نقره ذرات نقره به صورت کلوییدی در محلولی به حالت سوسپانسیون (مخلوط کلوئیدی جامد در مایع) قرار دارند که خاصیت آنتی باکتریال (ضد باکتری)، آنتی فونگاس (ضد قارچ) و آنتی ویروس دارند.

هر چند این فناوری به تازگی مورد توجه زیادی قرار گرفته و رونق بسیاری پیدا کرده، اما از آن در طب قدیم استفاده می شده بدون آنکه دلیل تاثیر آن شناخته شود و حتی جنگ برای کنترل عفونت زخم سربازان از سکه های نقره استفاده می شده است.

محلول های نانو نقره از ذرات نقره در اندازه های ۱۰۰-۱۰ نانومتر تشکیل شده اند و در مقایسه با محلول های دیگر پایداری بیشتری دارند. ذرات نقره به دلیل اندازه کمی که دارند، سطح تماس بشتری با فضای بیرون دارند و تاثیر بیشتری بر محیط می گذارند.

نقره د رابعاد برزگتر، فلزی باخاصیت واکنش دهی کم می باشد، ولی زمانی که به ابعاد کوچک در حد نانو متر تبدیل می شود، خاصیت میکروب کشی آن بیش از ۹۹ درصد افزایش می یابد، به حدی که می توان ازآن جهت بهبود جراحات و عفونت ها استفاده کرد. نقره در ابعاد نانو بر متابولیسم، تنفس و تولید مثل میکروارگانیسم اثر می گذارد. نانو ذرات نقره تا کنون بیش از ۶۵۰ نوع باکتری شناخته شده از بین برده است.

انواع نانو ذرات نقره:

۱٫نانو ذرات پایه فلزی.

۲٫نانو ذرات پایه بتونی (AgNO3).

۳٫نانو ذرات پایه کامپوزیتی (SiO2, TiO2).

مکانیسم فعالیت نانو ذرات نقره:

۱٫ مکانیسم کاتالیستی: تولید اکسیژن فعال توسط نقره، این مکانیسم بیشتر مورد کامپسوزیت های نانو ذرات مقره ای صدق می کند که روی پایه های نیمه هادی مانند TiO2 یا SiO2 قرار گرفته می شود. در این وضعیت ذره مانند یک پیل الکتروشیمیایی عمل می کند و با اکسید کردن اتم اکسیژن، یون اکسیژن و با هیدرولیز کردن آب، یون OH- را تولید می کند که هر دو از بنیان های فعال و از قوی ترین عاملین ضد میکروبی نیز می باشند.

۲٫ مکانسیم یونی: دگرگون ساختن میکروارگانیسم به ویله تبدیل پیوندهای –SH به
–Sag. در این مکانیسم ذرات نانو نقره فلزی به مرور زمان یونهای نقره ازخود ساطع می کنند. این یونها طی واکنش جانشینی، باندهای –SH را در جداره میکروارگانیسم به باندهای –Sag تبدیل می کنند، که نتیجه واکنش تلف شدن میکروارگانیسم است.

۲-۳ موارد کاربرد نانو ذرات نقره:

نانو ذرات نقره قابلیت اضافه شدن به الیاف، پلیمر، سرامیک، رنگ و غیره و بدون تغییر دادن خواص ماده را دارا می باشد. موارد قابل ذکر و دارای کاربرد وسیع نانو ذرات نقره عبارتند از:

۱٫ کامپیوزیت آنتی باکتریال.

ذرات نانو ذرات نقره را میتوان به صورت پودر در آورد و در موارد و وسایل مختلف استفاده کرد (مسواک،خمیر دندان)، که در آن صورت به محض تماس ماده با آب، نقره فعال شده و خاصیت آنتی باکتریال پیدا می کنند. با استفاده از نانو ذره نقره میتوان ظروف پلاستیکی (غذایی، دارویی، آرایشی)، لوازم خانگی (یخچال، جارو برقی، ماشین ظرف شویی، سیستم تصفیه هوا و رطوبت زا) را آنتی باکتریال نمود. در مواد
بسته بندی برای تازه و بهداشتی نگه داشتن مواد غذایی میتوان از این ماده استفاده کرد. همچنین نانو ذرات نقره در ساخت بدنه وسایلی که انسان مداوم با آن تماس دارد کاربرد فراوان دارد.

۲٫ پزشکی و مواد آرایشی ـ بهداشتی و دارویی

یکی از بزرگترین مشکلات گریبانگیر بشر، مشکل مقابله با میکروارگانیسم های است که در طول زمان در مقابل داروهای رایج مقاوم شده اند. برای مقابله با این مشکل راه کارهای ممکن عبارتند از:

الف-  تعویض فرمولاسیون مواد و داروهای به کار رفته.

ب- افزایش مقدار مصرفی دارو.

این دو عامل و مخصوصاً عامل دوم باعث خطرناک شدن این مواد و تاثیر بد روی محیط زیست خواهند شد. فناوری نانو می تواند بر این مشکل فائق شود. تکنولوژی جدید، خاصیت میکروب زدایی نقره را قابل استفاده و کاربردی نموده است. بدین ترتیب که نقره تا ابعاد نانو ریز شده، به گونه ای که بتوان با آن رنگ، پلیمر، البسه و … را آنتی باکتریال نمود. این کار با استفاده از Clean room ها ممکن می شود و کاهش خطر استفاده از مواد خطرناک فعلی را به دنبال دارد.

همچنین نانو ذارت نقره در ساخت مواد آرایشی و بهداشتی و نیز تجهیزات پزشکی کاربرد فراوانی دارد.

۳٫ کاشی و سرامیک آنتی باکتریال

استفاده از نانو ذرات نقره در ساخت کاشی و سرامیک باعث ایجاد خاصیت آنتی باکتریال و از بین رفتن عوامل بیماری زا می گردد.

۴٫ پارچه و الیاف آنتی باکتریال

با استفاده از چندین روش نظیر عبور منسوج در حمام کلوییدب (Padding)، غوطه وری منسوج در حمام کلوییدی (Dip coating) و اسپری نمودن محلول کلوییدی در منسوجات یک بار مصرف مانند باند، گاز استریل و دستمال کاغذی، میتوان به پارچه خاصیت آنتی باکتریال بخشید. کاربری منسوجات آنتی باکتریال بسیار فراوان می باشد و در البسه و پوشاک عمومی و و لباس های زیر، منسوجات پزشکی، منسوجات نظامی و منسجوات ورزشی کاربرد وسیعی دارند.

۵٫ رنگ آنتی باکتریال

استفاده از نانو ذرات نقره در رنگ های معمولی و ساختمانی باعث توقف رشد عوامل بیماری زا و کیروب ها و باکتری ها و از بین رفتن این عوامل آلودگی درمحیط های بسته می گردد.

۳٫ معرفی اجمالی سایر مواد آنتی باکتریال

علاوه بر نانو ذرات نقره عوامل نانو مقیاس دیگری نیز دارای فعالیت ضد باکتریایی مورد توجهی می باشند که برخی از آنها عبارتنداز:

۱- نانو امولسیون ها

یک نانوامولسیون از قطرات نانو مقایس آب/روغن تشکیل شدهاست که با یک عامل فعال سطحی پوشیده شده است. باور بر این است که نانو امولسیون ها باعث شکافته شدن و شکستن غشای میکروب ها شده و در نتیجه خواص ضد ویروسی، ضد قارچی و ضد باکتری دارند. پیشرفتی که در اواخر ۲۰۰۱ خبرسازی زیادی کرد، محصول پیش نمونه شرکت Nanobio بود. این محصول که از نانو قطرات روغنی تشکیل می یافت، می توانست هاگ های باکتری ها، ویروس ها و حتی قارچ ها را بکشد. این شرکت نانوامولسیون های ضدمیکروبی و واکسن نانوامولسیون مخاطی را تحت نام
Nano protect تجاری می کند. در حال حاضر با نیروی زمینی آمریکا روی استفاده از این محصول به عنوان دفاع در برابر سلاح های زیستی کار می کند. میتوان در محیط های مرطوب، از این فناوری ساده و ارزان بهجای نانو ذرات نقره استفاده کرد.

۲- نانو ذرات اکسید روی

شرکت Nanophase نانو اکسید روی را به عنوان قارچ کش برای Scholl (سازنده رویه داخلی کفش) تولید می کند.

۳- نانو ذرات اکسید منیزیم و اکسید تیتانیوم

پودرهای بسیار ریز اکسید منیزیم نیز می تواند هاگ باکتری هایی همچون سیاه زخم را نابود کند.

۴- درخت سان ها

درخت سان ها پلیمرهای شاخه ایکوچکی هستند که ساختاری کم و بیش شبیه یک دانه برف سه بعدی دارند. درخت سان ها را می توان با ویژگی های مختلفی شامل اندازه، ساختار سه بعدی، بار و گروه های شیمیایی موجود در انتهای شاخه های آن طراحی کرد. این عاملیت به درخت سان ها امکان اتصال به عوامل بیماری زای مختلفی همچون ویروس ها را فراهم کرده و از برهمکنش آنها با سلول های بدن جلوگیری می کند. درخت سان های –L لیسین به دلیل امکان بالای تولید، پایداری و سازگاری زیستی بیشتر در مقایسه با سایر انواع درخت سان ها، در کرم های ضد میکروب فعلی مورد استفاده قرار می گیرند. اتصال ویروس ها و باکتری ها به میزبان انسانی آنها و یا محیط اطراف، از طریق ایجاد پیوند چند ظرفیتی صورت می گیرد. این نوع از درخت سان یک پایه ایده آل برای توسعه مواد ضد میکروب یا ضد ویروس چند ظرفیتی می باشند تا بتوانند در فرآیند اتصال میکروب ها و ویروی ها دخالت نمایند.

۵- نانو لوله های پپتیدی

یک سلاح بالقوه دیگر در برابر باکتری های مقاوم شده نسبت به آنتی بیوتیک ها، نانو لوله های خودآرا شده شناخته شده از پپتیدها (اجزای بنیادی پروتئین ها) می باشند، که می توانند غشاهای باکتری ها را سوراخ کنند.

۴٫ استاندارد

با توجه به کاربرد فراوان و رشد روز افزون مواد آنتی باکتریال، تهیه و تدوین استاندارهای مرتبط در این زمینه ضرورتدارد.

اولیت هایی که برای استاندارد سازی محصولات آنتی باکتریال مطرح می گردد عبارتنداز:

  • استاندارد های ایمنی و سمیت مربوط به فرآینددهی.
  • نانو مقیاس بودن محصولات و روشهای تست استاندارد برای اثبات آنها.
  • استاندارد نمودن خواص آنتی باکتریال برای نانو ذرات نقره و محصولات حاصله.
  • استاندارد بهداشتی بودن برای محصولات آرایشی بهداشتی و دارویی.

 

۵٫ شرکت های داخلی فعال

۱- شرکت نانو پاک پرشیا

محصول تولیدی: نانو سولوشن ها و فیلترهای نانویی، مدیر عامل: مهندس مهران حاج رسولیها، تلفن:۳۴۸۲۴۹۸-۰۳۳۵، وب سایت: www.nanopac.ir

۲- شرکت نانو نصب پارس

محصول تولیدی: تولید کننده سبد محصولات مبتنی بر کلوئید نانو ذرات نقره، مدیر عامل: مهندس رحمان نیا، تلفن: ۸۸۷۰۵۸۹۴-۸۸۷۱۹۰۲۳، وب سایت: www.nanocid.com

۳- شرکت کیتوتک

محصول تولیدی: تولید کننده پانسمان ها، اسپری ها و مواد ضد عفونی مبتنی بر نانو ذرات نقره، مدیر عامل: دکتر کردستانی، تلفن: ۹-۸۸۳۲۱۵۱۷، وب سایت: www.chitotech.com

۴- آسان سرام

محصول تولیدی: رنگ آنتی باکتریال، مدیر عامل: مهندس مسعود طلایی، تلفن: ۸۸۷۲۹۵۶۹، وب سایت: www.asanceram.com

۵- تمام مهندسی مواد

محصول تولیدی: تولید نمونه اولیه کاشی آنتی باکتریال، مدیر عامل: دکتر کاویانب، تلفن: ۷۷۲۲۱۷۶۳-۷۷۲۲۵۰۸۰، وب سایت: www.tamammavad.com

۶- کاشی سینا:

محصول تولیدی: در حال راه اندازی خط تولید کاشی آنتی باکتریال، مدیر عامل: مهندس چگینی، تلفن: ۲۲۲۶۲۶۱۳٫

۷- کاشی نیلو

محصول تولیدی: تولید نمونه اولیه کاشی آنتی باکتریال، مدیرعامل: مهندی لاریجانی، تلفن: ۸-۶۲۵۴۱۲۷-۰۳۱۱٫

۸- کیمیا رازی

محصول تولیدی: در حال تست و تولید نمونه اولیه کاشی آنتی باکتریال، مدیرعامل: مهندس نصیری، تلفن: ۲-۸۸۰۴۱۴۵۰٫

 

نانو سیلورها:

امروزه به کمک علم پزشکی، هر روز به تعداد بیماریهایی که قابل درمان می باشند، افزوده می شود. این کار به وسیله داروهایی انجام می شود که عوامل بیماری را از بین برده و سلامت را به انسان باز می گردانند. در راستای تحولات اخیر زندگی انسان، علم نانو تکنولوژی توسعه یافته و تقریباً در همه رشته های علمی، نشانه هایی از آن سافت می شود. محققان نانو تکنولوژی یا فناوری جدیدی در رابطه با نانو ذرات آشنا شده اند که ممکن است نقش بسیار زیادی در پزشکی آینده ایفا کند.

در فناوری نانو سیلور، یونهای نقره به صورت کلوییدی در محلولی به حالت سوسپانسیون قرار دارند که خاصیت آنتی باکتریال (ضد باکتری)، آنتی فونگاس (ضد قارچ) و آنتی ویروس دارند.

سوسپانسیون:

به مخلوط کلوییدی جامد در مایع سوسپانسیون گفته می شود. س.سپانسیون ها در حالت عادی ناپایدار هستند و با گذشت زمان ذرات آنها ته نشین شده و در اثر این پدیده فاز مایع از جامد می شود. آب گل آلود نمونه ای از یک سوسپانسیون طبیعی است.

هر چند این فناوری به تازگی مورد توجه زیادی قرار گرفته و رونق بسیاری پیدا کرده، اما از آن در طب قدیم استفاده می شده بدون آنکه دلیل تاثیر آن شناخته شود و حتی در جنگ برای کنترل عفونت زخم سربازان از سکه های نقره استفاده می شدهاست.

محلول های نانو سیلور از یونهای نقره در اندازه های ۱۰۰-۱۰ نانومتر (۹-۱۰) تشکیل شده اند و در مقایسه با محلولهای دیگر پایداری بیشتری دارند.

یونهای نقره به دلیل اندازه کمی که دارند، سطح تماس بیشتری با فضای بیرون دارند و تاثیر بیشتری بر محیط می گذارند.

نانو ذارت نقره:

این محلول را میتوان به عنوان داروی خوراکی استفاده کرد که در آن به صورت، محلول باید از ۸۰% نقره عادی (فلز) و ۲۰% یون نقره تشکیل شود، زیرا یونها در معده با اسید هیدروکلیریک واکنش داده و نقره کلرید درست میشود که خاصیت خود را از دست می دهد.

برای مصرف این دارو به صورت خوراکی بهتراست از محلولی با غلظت ppm 20 استفاده شود تا تاثیر بیشتری در بدن داشته باشد. از نانو سیلور به عنوان دارو می توان در درمان بیماریهای پوستی، جوش و …، انواع جراحات و سوختگی ها، بیماریهای باکتریایی و قارچی، بیماریهای گوارشی، بیماریهای جنسی و … استفاده کرد.

نقره درابعاد بزرگتر، فلزی با خاصیت واکنش دهی کم میباشد، ولی زمانیکه به ابعاد کوچک در حد نانومتر تبدیل میشو خاصیت میکروب کشی آن بیش از ۹۹ درصد افزایش می یابد، به حدی که میتوان ازآن جهت بهبود جراحات و عفونتها استفاده کرد. نقره در ابعاد نانو بر متابولیسم، تنفس و تلوید مثل میکروارگانیسم اثر می گذارد.

تا کنون بیش از ۶۵۰ نوع باکتری شناخته شده را از بین برده است.

دو مکانیسم عمده نانو نقره ها عبارتند از:

۱- مکانیسم کاتالیستی:

تولید اکسیژن فعال توسط نقره، این مکانیسم بیشتر در مورد کامپوزیت های نانو نقره ای صدق می کند که روی پایه های نیمه هادی مانند Tio2 یا SiO2 قرار گرفته می شود. در این وضعیت ذره مانند یک پیل الکتروشیمیایی عمل می کنند و با اکسید کردن اتم اکسیژن و با هیدرولیز کردن آب، یون OH- را تولید می کند که هر دو از بنیان های فعالی و از قوی ترین عاملین ضد میکروبی نیز می باشند.

۲- مکانیسم یونی:

دگرگون ساختن میکروارگانیسم به وسیله تبدیل پیوندهای –SH به –Sag. دراین مکانیسم ذرات نانو نقره فلزی به مرور زمان یونهای نقره از خود ساطع می کنند. این یونها طی واکنش جانشینی، باندهای SH- را در جداره میکروارگانیسم به باندهای
–Sag تبدیل می کنند، که نتیجه ای واکنش تلف شدن میکروارگانیسم است.

خصوصیات نانو سیلور:

۱-تاثیر بسیار زیاد.

۲-تاثیر سریع.

۳-غیر سمی.

۴-غیر محرک برای بدن.

۵-غیر حساسیت زا.

۶-قابلیت تحمل شرایط مختلف (پایداری زیاد).

۷-آب دوست بودن.

۸-سازگاری با محیط زیست.

۹-مقاوم در برابر حرارت.

۱۰-    عدم ایجاد و افزایش مقاومت و سازگاری در میکروارگانیسم.

از دیگر قابلیتهای نانو سیلور، اضافه شدن به الیاف، پلیمر، سرامیک، سنگ، رنگ و …، بدون تغییر دادن خواص ماده است.

موارد استفاده پلیمرهای نانو سیلور:

۱-شیشه شیر و پستانک نوزادان، مسواک و برسهای بهداشتی حمام و … .

۲-ظروف پلاستیکی (غذایی، دارویی، آرایشی).

۳-اوازم خانگی (یخچال، جاروبرقی، ماشین ظرف شویی، سیستم تهویه و تصفیه هوا و رطوبت زا).

۴-مواد بسته بندی برای تازه و بهداشتی نگه داشتن مواد غذایی.

۵-بدینه وسایلی که انسان مداوم با آن تماس دارد (گوشی موبایل، کیبورد و …).

خصوصیات پلیمرهای نانو سیلور آنتی باکتریال:

۱-اندازه ذرات نقره کمتر از ۲۰ نانومتر است.

۲-Ppm 450 غلظت تقریبی.

۳-مطابق با شرایط مختلف جوی.

۴-آنتی اسید و آنتی آنیون.

۵-سازگار با محیط زیست و غیر سمی.

۶-بی ضرر برای انسان.

۷-تاثیر داشتن روی باکتریها، قارچها و … . خوشبو کننده.

۸-قابلیت از بین بردن ویروسها.

۹-ضرفه اقتصادی و قابل رقابت از نظر عملکرد با دیگر فرآورده ها.

این پلیمرها باید در محیط سرد و خشک و به دور از آقتاب نگهداری شوند که تحت این شرایط تا دو سال قابل نگهداری هستند.

ذرات نانو سیلور را می توان به صورت پودر در آورد و در مواد و وسایل مختلف استفاده کرد (مسواک، خمیر دندان)، که در آن صورت به محض تماس ماده با آب، نقره فعالی شده و خاصیت آنتی باکتریال پیدا می کند.

طی آزمایشی که اخیراً دانشمندان، روی درمان بیماران مبتلا به ایدز به وسیله نانو سیلور انجام داده اند، متوه شدند که ویروسهای HIV نوع ۱، به طور کامل از بین رفته اند و بدین ترتیب دانشمندان امیدوار شده اند که شاید بتوان این ویروس را به طور کامل از بین برد.

نانو سیلور یک دستاورد شگرف علمی از نانو تکنولوژی است که در عرصه های مختلف پزکشی، صنایع مختلف مثل کشاورزی و دامپروری و بسته بندی، لوزام خانگی، آرایشی، بهداشتی و نظامی کاربرد دارد. این فناوری از طریق کنترل فعالیت عوامل بیماری زا در خدمت بشر می باشد. از این رو، به لحاظ بازدهی بالا، عملی بدون و افزایش ظرفیت ها و مقون به صرفه بودن از نظر اقتصادی و سازگاری با محیط زیست و ماندگاری بسیار زیاد، در مقایسه با دیگر روشهای بهبود فرآوری و تولید، ارجحیت دارد.

 

نانو مواد و نانو ساختارها:

نانو سیلور یک دستاورد شگرف علمی از نانو تکنولوژی است که در عرصه های مختلف پزشکی، صنایع مختلف مثل کشاورزی و دامپروری و بسته بندی، لوازم خانگی، آرایشی و بهداشتی و نظامی کاربرد دارد. در فناوری نانو سیلور، یونهای نقره به صورت کلوییدی در محلولی بحالت سوسپانسیون قرار دارند که خاصیت آنتی باکتریال (ضد باکتری)، آنتی فونگاس (ضد قارچ) و آنتی ویروس دارند.

امروزه به کمک علم پزشکی، هر روز به تعداد بیماریهایی که قابل درمان می باشند، افزوده می شود. این کار به وسیله داروهایی انجام می شود که عوامل بیماری را از بین برده و سلامت را به انسان باز می گردانند. در راستای تحولات اخیر زندگی انسان، علم نانو تکنولوژی توسعه یافته و تقریباً در همه رشته های علمی، نشانه هایی از آن سافت می شود. محققان نانو تکنولوژی یا فناوری جدیدی در رابطه با نانو ذرات آشنا شده اند که ممکن است نقش بسیار زیادی در پزشکی آینده ایفا کند.

در فناوری نانو سیلور، یونهای نقره به صورت کلوییدی در محلولی به حالت سوسپانسیون قرار دارند که خاصیت آنتی باکتریال (ضد باکتری)، آنتی فونگاس (ضد قارچ) و آنتی ویروس دارند.

سوسپانسیون:

به مخلوط کلوییدی جامد در مایع سوسپانسیون گفته می شود. س.سپانسیون ها در حالت عادی ناپایدار هستند و با گذشت زمان ذرات آنها ته نشین شده و در اثر این پدیده فاز مایع از جامد می شود. آب گل آلود نمونه ای از یک سوسپانسیون طبیعی است.

هر چند این فناوری به تازگی مورد توجه زیادی قرار گرفته و رونق بسیاری پیدا کرده، اما از آن در طب قدیم استفاده می شده بدون آنکه دلیل تاثیر آن شناخته شود و حتی در جنگ برای کنترل عفونت زخم سربازان از سکه های نقره استفاده می شدهاست.

محلول های نانو سیلور از یونهای نقره در اندازه های ۱۰۰-۱۰ نانومتر (۹-۱۰) تشکیل شده اند و در مقایسه با محلولهای دیگر پایداری بیشتری دارند.

یونهای نقره به دلیل اندازه کمی که دارند، سطح تماس بیشتری با فضای بیرون دارند و تاثیر بیشتری بر محیط می گذارند.

نانو ذارت نقره:

این محلول را میتوان به عنوان داروی خوراکی استفاده کرد که در آن به صورت، محلول باید از ۸۰% نقره عادی (فلز) و ۲۰% یون نقره تشکیل شود، زیرا یونها در معده با اسید هیدروکلیریک واکنش داده و نقره کلرید درست میشود که خاصیت خود را از دست می دهد.

برای مصرف این دارو به صورت خوراکی بهتراست از محلولی با غلظت ppm 20 استفاده شود تا تاثیر بیشتری در بدن داشته باشد. از نانو سیلور به عنوان دارو می توان در درمان بیماریهای پوستی، جوش و …، انواع جراحات و سوختگی ها، بیماریهای باکتریایی و قارچی، بیماریهای گوارشی، بیماریهای جنسی و … استفاده کرد.

نقره درابعاد بزرگتر، فلزی با خاصیت واکنش دهی کم میباشد، ولی زمانیکه به ابعاد کوچک در حد نانومتر تبدیل میشو خاصیت میکروب کشی آن بیش از ۹۹ درصد افزایش می یابد، به حدی که میتوان ازآن جهت بهبود جراحات و عفونتها استفاده کرد. نقره در ابعاد نانو بر متابولیسم، تنفس و تلوید مثل میکروارگانیسم اثر می گذارد.

تا کنون بیش از ۶۵۰ نوع باکتری شناخته شده را از بین برده است.

دو مکانیسم عمده نانو نقره ها عبارتند از:

۱- مکانیسم کاتالیستی:

تولید اکسیژن فعال توسط نقره، این مکانیسم بیشتر در مورد کامپوزیت های نانو نقره ای صدق می کند که روی پایه های نیمه هادی مانند Tio2 یا SiO2 قرار گرفته می شود. در این وضعیت ذره مانند یک پیل الکتروشیمیایی عمل می کنند و با اکسید کردن اتم اکسیژن و با هیدرولیز کردن آب، یون OH- را تولید می کند که هر دو از بنیان های فعالی و از قوی ترین عاملین ضد میکروبی نیز می باشند.

۲- مکانیسم یونی:

دگرگون ساختن میکروارگانیسم به وسیله تبدیل پیوندهای –SH به –Sag. دراین مکانیسم ذرات نانو نقره فلزی به مرور زمان یونهای نقره از خود ساطع می کنند. این یونها طی واکنش جانشینی، باندهای SH- را در جداره میکروارگانیسم به باندهای
–Sag تبدیل می کنند، که نتیجه ای واکنش تلف شدن میکروارگانیسم است.

خصوصیات نانو سیلور:

۱۱-                   تاثیر بسیار زیاد.

۱۲-                   تاثیر سریع.

۱۳-                   غیر سمی.

۱۴-                   غیر محرک برای بدن.

۱۵-                   غیر حساسیت زا.

۱۶-                   قابلیت تحمل شرایط مختلف (پایداری زیاد).

۱۷-                   آب دوست بودن.

۱۸-                   سازگاری با محیط زیست.

۱۹-                   مقاوم در برابر حرارت.

۲۰-    عدم ایجاد و افزایش مقاومت و سازگاری در میکروارگانیسم.

از دیگر قابلیتهای نانو سیلور، اضافه شدن به الیاف، پلیمر، سرامیک، سنگ، رنگ و …، بدون تغییر دادن خواص ماده است.

موارد استفاده پلیمرهای نانو سیلور:

۶-شیشه شیر و پستانک نوزادان، مسواک و برسهای بهداشتی حمام و … .

۷-ظروف پلاستیکی (غذایی، دارویی، آرایشی).

۸-اوازم خانگی (یخچال، جاروبرقی، ماشین ظرف شویی، سیستم تهویه و تصفیه هوا و رطوبت زا).

۹-مواد بسته بندی برای تازه و بهداشتی نگه داشتن مواد غذایی.

۱۰-    بدینه وسایلی که انسان مداوم با آن تماس دارد (گوشی موبایل، کیبورد و …).

خصوصیات پلیمرهای نانو سیلور آنتی باکتریال:

۱-اندازه ذرات نقره کمتر از ۲۰ نانومتر است.

۲-Ppm 450 غلظت تقریبی.

۳-مطابق با شرایط مختلف جوی.

۴-آنتی اسید و آنتی آنیون.

۵-سازگار با محیط زیست و غیر سمی.

۶-بی ضرر برای انسان.

۷-تاثیر داشتن روی باکتریها، قارچها و … . خوشبو کننده.

۸-قابلیت از بین بردن ویروسها.

۹-ضرفه اقتصادی و قابل رقابت از نظر عملکرد با دیگر فرآورده ها.

این پلیمرها باید در محیط سرد و خشک و به دور از آقتاب نگهداری شوند که تحت این شرایط تا دو سال قابل نگهداری هستند.

ذرات نانو سیلور را می توان به صورت پودر در آورد و در مواد و وسایل مختلف استفاده کرد (مسواک، خمیر دندان)، که در آن صورت به محض تماس ماده با آب، نقره فعالی شده و خاصیت آنتی باکتریال پیدا می کند.

طی آزمایشی که اخیراً دانشمندان، روی درمان بیماران مبتلا به ایدز به وسیله نانو سیلور انجام داده اند، متوه شدند که ویروسهای HIV نوع ۱، به طور کامل از بین رفته اند و بدین ترتیب دانشمندان امیدوار شده اند که شاید بتوان این ویروس را به طور کامل از بین برد.

نانو سیلور یک دستاورد شگرف علمی از نانو تکنولوژی است که در عرصه های مختلف پزکشی، صنایع مختلف مثل کشاورزی و دامپروری و بسته بندی، لوزام خانگی، آرایشی، بهداشتی و نظامی کاربرد دارد. این فناوری از طریق کنترل فعالیت عوامل بیماری زا در خدمت بشر می باشد. از این رو، به لحاظ بازدهی بالا، عملی بدون و افزایش ظرفیت ها و مقون به صرفه بودن از نظر اقتصادی و سازگاری با محیط زیست و ماندگاری بسیار زیاد، در مقایسه با دیگر روشهای بهبود فرآوری و تولید، ارجحیت دارد.

نانو ذرات نقره و خاصیت ضد میکروبی آن:

نقره از موادی است که امروزه توجه زیادی به سنتز ذرات نانو آن می شود. این به دلیل خواص منحصر به فرد نقره از جمله خاصیت ضد میکروبی نقره در مقیاس نانو می باشد. از روش های گوناگون مظیر احیای شیمیایی یا سنتز نوری برای تولید نانو ذرات نقره استفاده می گردد. اکثر این ذرات دارای خاصیت ضد میکروبی می باشند که کاربردهای وسیعی در صنایع مختلف پیدا کرده اند. در این مقاله به بررسی روشهای تولید و خاصیت ضد میکروبی نانو ذرات نقره که توسط محققان مختلف انجام گرفته است و همچنین کاربردهای متنوع آن پرداخته می شود.

قرون متمادی است که بشر به خاصیت ضد میکروبی نقره دست پیدا کرده است. در زمان یونان باستان داخل مواد آشامیدنی نقره اضافه می شد یا آب در ظرف نقره ای آشامیده می شد، زیرا یونانیان اعتقاد داشتند که نقره عمر آنان را افزایش خواهد داد. این همان خاصیت ضد میکروبی نقره است که علم امروز بشر آنرا اثبات کرده است. نانو ذرات دارای سطح بسیار زیادی اند و در مورد نقره بطور خاص، این افزایش سطح باعث خواهد شد که یک گرم از نانو ذرات نقره برای ضد باکتری کردن یک صد متر مربع از سطح یک ماده کافی باشد. از انجا که پوشش دادن وسایل مصرفی با نقره فلزی خالص برای ضد باکتری کردن آنها، دارای قیمت تمام شده زیادی است، بنابراین محققان دریافته اند که استفاده از مواد فلزی دیگر و ترکیب آنها با نقره، یک راه عملی برای استفاده از خاصیت میکروب کشی نقره است. به همین دلیل دانشمندان تحقیقات گسترده ای بر روی سنتز نانو ذرات نقره انجام داده اند.

روشهای سنتز نانو ذرات نقره:

سنتز نانو ذرات نقره توسط احیاء کننده های شیمیایی:

رایج ترین روش برای سنتز نانو ذرات نقره احیای شیمیایی محلول نمکهای نقره توسط عوامل احیا کننده نظیر NaBH4، سیترات و آسکوربات است. استفاده از احیاکننده های خیلی قوی مانند بروهیدرید، باعث تولید ذرات بسیار ریزی از نقره می شود اما به همان اندازه کنترل رشد ذرات درشت را نیز مشکل خواهد کرد.

استفاده از احیاکننده های ضعیف تر مانند سیترات، با آنکه سرعت احیا را کم می کند، اما کنترل بیشتری را بر روی اندازه ذرات فراهم می کند. گاهی نیز از سنتز دو مرحله ای استفاده می شود به طوریکه در مرحله اول از یک احیا کننده قوی برای سنتز نانو ذرات بسیار ریز و در مرحله بعد از یک احیا کننده ضعیف تر برای کنترل سرعت رشد ذرات استفاده می شود.

در تحقیقی که آقای سندی و همکارانش، در کرواسی انجام دادند، از اسید آیکوریبک به عنوان احیا کننده نقره از محلول نیترات نقره و از Doxd19 (نمک سدیم نفتالین با وزن مولکولی بالا، تغلیظ شده با سولفانات فرمالدئید) به عنوان سرفکتانت استفاده کردند. در این روش هیدروسل نقره توسط اضافه کردن cm310 از اسید آسکوربیک ۱ مولار با سرعت cm3/min 3 به cm3 90 محلول شامل ۵ درصد وزنی Doxad19 و ۳۳ مولار نیترات نقره، در حین هم خوردن با سرعت rpm 900 در دمای اتاق به دست آمد. سپس برای خارج کردن سرفکتانت و یونهای نقره اضافه، نقره رسوب داده شده ۵ بار توسط آب دیونیزه شسته شد. در نهایت پودر نانو سایز نقره پساز خشک شدن به دست آمد. شکل ۱ تصویر TEM نانو ذرات پخش شده در آب دیونیزه به وسیله اولترایسون را نشان می دهد که نشانگر اندازه ذرات زیر ۱۵ نانومتر است. این ذرات دارای توزیع اندازه مناسبی نیز بودند (شکل۲). بیشترین ارتفاع باند پلاسمون در ۴۰۵ نانومتر نشانگر نانو ذرات نقره می باشد. سطح ویژه نیز m2/gr 158 بود.

شکل های ص ۱۸

در تست آنتی باکتری که بر روی باکتری E-coli با این ذرات انجام شد، رشد E-coli در حضور  20 از نقره، به زیر ۵ درصد رسید. از نتایج به دست آمده در شکل ۳ میتوان ملاحظه کرد که  10 از ذرات نقره باعث جلوگیری از رشد ۷۰% باکتری E-coli شده است.

شکل ص ۱۹

سنتز نوری نانو ذرات نقره:

از روش نوری، اغلب برای نشاندن یون نقره بر روی ماده ای دیگر و ایجاد کامپوزیت استفاده می شود. با این روش، بیشتر تاثیر نقره بر روی خواص کامپوزیت تهیه شده مطالعه می شود. به طور مثال،آقای لیو و همکارانش با احیای نروی نقره بر روی TiO2 خاصیت فوتوکاتالیتیکی پودر TiO­2 را افزایش دادند. در این روش ۵ گرم پودر آناتاز TiO2 با محلول ۲ نرمال نیترات نقره به همراه مقدار معینی آب مقطر مخلوط شد و به مدت ۱ ساعت هم زده شد تا جذب سطحی Ag+ بر روی سطوح TiO2 انجام گیرد. سپس محلول زیر لامپ UV (8 وات) با  ماکزیمم تابش در ۲۵۳/۷ نانومتر به مدت ۱ ساعت تحت تابش قرار گرفت. پس از تابش، پودر به دست آمده فیلتر و در کوره خلاء به مدت ۱۶ ساعت دردمای oC 95 قرار گرفت. شکل۴ نانو ذرات نقره را که بر روی ذرات TiO2 نشسته اند، نمایش می دهد.

شکل ص ۲۰

 

سنتز اکسید نقره:

روش جالبی که آقاین دیوید و چمانوف به کار بردند، احیای نقره از اکسید نقره توسط دمش گاز هیدورژن می باشد. از مزایای این روش قابلیت صنعتی شدن و همین طور قدرت بالای کنترل ذرات به هر مقدار دلخواه میباشد. شکل ۵ این قابلیت را به وضوح نشان میدهد. اندازه ذرات تابعی از مدت زمان دمش هیدورژن میباشد به طوریکه شکل A پس از ۱۰ دقیقه و شکل P پساز ۴ ساعت دمش گاز میباشد.

شکل ص ۲۱

سنتز نقره به روش تولن:

در سالهای اخیر استفاده از روش تولن برای سنتز نانو ذرات نقره بهخاطر یک مرحله ای بودن و همین طور قابلیت کنترل اندازه ذرات افزایش یافته است. اساس روش تولن احیای محلول آمونیاکی نمک نقره توسط گلوکز است. روش تولن قادر به تهیه فیلمی از نانو ذرات نقره با برد ۵۰ تا ۲۰۰ نانومتر و هیدروسل هایی با ذرات ۲۰ تا ۵۰ نانو متر می باشد. حتی باتغییر عامل احیاکننده میتوان نانو ذرات کوچکتری از نقره تهیه کرد. آقای پاناسک و همکارانش از چهار نوع ساکارید (گلوکز، گالاکتوز، مالتوز و لاکتوز) برای احیای نقره استفاده کردند. سنتز نقره توسط احیای کمپلکس [Ag (NH2)2]+ توسط ساکاریدهای فوق انجام گرفت.

اندازه ذرات نقره سنتز شده با این روش از ۲۵ تا ۴۵ نانومتر با توجه به غلظت آمونیاک در تغییر میباشد. میانگین اندازه ذرات با افزایش غلظت آمونیاک نیز افزایش یافته و بهماکزیمم اندازه خود در غلظت ۰۳۵/۰ مولار برای دی ساکارید ها (مالتوز و لاکتوز) و ۲/۰ مولار برای مونوساکارید (گلوکز و گالاکتوز) می رسد. میزان غلظت ۰۳۵/۰ مولار آمونیاک، یک حد بهینه از غلظت است که بیشتر از آن، اندازه ذرات نقره از چند ده نانومتر به چند صد نانومتر می رسد. (جدول ۱).

جدول ۱: میانگین قطر ذرات نقره (نانومتر) در غلظت های مختلف احیاشده توسط ساکاریدها

غلظت آمویناک (mol L-1)

ساکاریدها

۰۰۵/۰

۰۱/۰

۰۲/۰

۰۳۵/۰

۰۵/۰

۱/۰

۲/۰

گلوکز

۴۴

۵۲

۵۲

۳۰۴

۳۱۸

۳۹۴

۴۵۳

گلاکتوز

۵۰

۵۰

۵۳

۵۴

۵۸

۳۱۴

۳۴۳

مالتوز

۲۵

۳۰

۳۲

۲۹۰

۲۸۶

۲۱۳

۲۶۲

لاکتوز

۳۵

۴۱

۴۱

۲۸۶

۲۸۲

۱۶۸

۱۸۶

 

شکل ۶ تصاویر TEM نانو ذرات را در غلظت mol/L 005/0 آمونیاک نشان می دهد. تصاویر TEM نشان می دهند که استفاده از دی ساکاریدها در مقایسه با
مونو ساکارید ها در غلظت ثابت از آمونیاک، نانو ذرات نقره کوچکتری سنتز می کنند.

شکل ص ۲۲

در آزمایش های آنتی باکتری ذرات نقره سنتز شده، مقدار کمترین غلظت لازم از نقره که باعث شود میکروب دیگر قادر به رشد نباشد را MIC [1] می نامند که مقادیر آن در جدول ۲ آورده شده است. هر چقدر مقدار MIC کمتر باشد، میکروب به نانو ذرات حساس تر بوده و در نتیجه بازده میکروب کشی بالاتر خواهد بود.

جدول ۲: کمترین غلظت لازم از ذرات نقره سنتز شده با احیای
[Ag (NH2)2]+ توسط احیا کنندهای ساکاریدی در غلظت mol/L 005/0 آمونیاک برای ممانعت از رشد باکتری های مختلف

کنترل a

لاکتوز

مالتوز

گلاکتوز

گلوکز

باکتری

۶٫۷۵

۵۴٫۰

۱۳٫۵

b

Enterococous Feacalis CCM 4224

۶٫۷۵

۶٫۷۵

۶٫۷۵

۵۴٫۰

۶٫۷۵

Staphylococcus aurous CCM 3953

۱٫۶۹

۲۷٫۵

۳٫۳۸

۲۷٫۰

Escherichia coli CCM 3954

۰٫۸۴

۱۳٫۵

۶٫۷۵

۲۷٫۰

Pseudomonas aeruginosa CCM 3955

۰٫۸۴

۱۳۵

۳٫۳۸

۲۷٫۰

۱۳٫۵

Pseudomonas aeruginosa

۶٫۷۵

۲۷٫۰

۶٫۷۵

۵۴

۲۷٫۰

Staphylococcus aurous

۳٫۳۸

۵۴٫۰

۱۳٫۵

(Enterococcus faecium VRE)

۳٫۳۸

۵۴٫۰

۶٫۷۵

۲۷٫۰

(Klebsiella pneumoniae)

: a نمونه کنترل شامل همه واکنشگر ها بدون حضور ساکاریدها

:b عدم مشاهده ناحیه ممانعت شده از رشد باکتری

۳- مکانیزم عملکرد نقره در برابر باکتری ها

مکانیزم عملکرد نقره در برابر باکتری ها هنوز کاملاً مشخص نیست. ممکن است ذرات نقره به سطح ممبران سلول بچسبند و کارهای معمولی سلول نظیر تنفس و انتقال مواد را مختل کنند. این نظریه ناشی از بازده بالای نانو ذرات ریزتر است. زیرا با افزایش سطح ذرات، میزان چسبندگی به سطح سلول ها نیز افزایش می یابد و در نتیجه راندمان میکروب کشی بالاتر می رود.

شکل ۷ چسبیدن نانو ذرات به سطح سلول را نشان میدهد. اما مطالعات STEM و EDS نشان می دهند که نانوذرات نقره نه تنها در سطح سلول وجود دارند، بلکه به داخل آن رخنه کرده اند (شکل ۸). وجود ذرات داخل سلول این نظریه را تقویت می کند که نقره با ایجاد پیوند با فسفر و گوگردی که داخل ترکیبات سلول نظیر DNA وجود دارد باعث کشتن و از بین رفتن میکروب می شود

شکل ص ۲۳

شکل ص ۲۴

۴- استفده از خاصیت ضد میکروبی نقره

نقره به دلیل خواص منحصر به فردش از جمله سمی بودن، سازگاری با محیط زیست، مضر نبودن برای انسان و همین طور خاصیت میکروب کشی بالا کاربردهای بسیار وسیعی در عرصه صنعت پیدا کرده است. در ادامه به برخی از این کاربرد ها اشاره می شود:

استفاده در صنایع غذایی: از آنجا که نگهداری بهداشتی مواد غذایی برای جلوگیری از فاسد شدن آنها هزینه بسیاری درطول سال نیاز دارد، نقره به عنوان ضد باکتری یک گزینه مناسب برای پوشش مواد بسته بندی جهت به تاخیر انداختن رشد میکروبها و همینطور تازه نگه داشتن مواد غذایی به مدت طولانی ترمی باشد. هم اکنون درآمریکا کیسه های حاوی گوشت با پوشش لایه ای از نقره برای ماندگاری ط

ارسال نظر