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我不为大家深知的“纳米银研发” [复制链接]

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只看楼主 倒序阅读 使用道具 楼主   发表于: 2012-08-09
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《我不为大家深知的“纳米银研发”》
秦社宣

        纳米”是非常小的长度单位,一纳米等于十亿分之一米。一根头发横截面直径的长度内可以直线排列下六万个粒径一纳米的颗粒。纳米技术是现代蓬勃发展的一项高新科学技术。“纳米”曾被作为概念来炒作,但真正的纳米技术是不仅要把物质作到纳米尺度,而且关键是要切实地利用物质作到纳米尺度后显现出的不同于常态物质的特性,如表面效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应等。

      “银”是贵重金属,曾充当货币,能作成美丽的银白色饰品,但它还有人们所不多了解的一面,它是传统中药的一味,明代著名医药学家李时珍在《本草纲木》中关于“银”有“安五脏,定心神,止惊悸,除邪气,久服轻身,延年益寿”的论述。中国传统医学中所总结的银能 “除邪气” 在一定程度上可等同于现代医学的抗菌抗病毒作用。将银的纳米化即可利用银在纳米尺度的“表面效应”“小尺寸效应”使银的抗菌抗病毒作用放大几百倍,极其微量的银就可达到抗菌抗病毒的效果。本人的研发工作所涉及到的即是专供医药用途的将“银”纳米化的技术与生产设备及产业化实现。

         多年来由于人们对抗生素的滥用,已造成耐药致病菌泛滥成灾,近年 “超级病菌”不断产生,人类开始面临抗生素资源匮乏的局面。抗生素源于1929年英国细菌学家弗莱明对青霉素的发现,十多年后青霉素即被用于临床,从那时起人类对付病菌就进入了抗生素时代。至今以青霉素为代表的抗生素药物已达200多种,它们为维护人类健康、挽救生命,立下了不朽功勋。但就在抗生素投入使用至今仅70年的时间里,很多致病菌已逐渐对抗生素产生了严重的耐药甚至多重耐药,如耐青霉素肺炎链球菌是由对青霉素很敏感的肺炎链球菌耐药性变异而产生的,现在青霉素及β-内酰胺类、大环内酯类抗生素对它均已无效果;由金黄色葡萄球菌耐药性变异而来的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌在20世纪50年代欧美首发感染并很快蔓延到全球,有5000万人被感染,50多万人死亡。这些多重耐药菌引起的感染对人类健康和生命造成了严重威胁,仅美国1992年就有13300人因抗生素耐药性细菌感染死亡。而且由于病菌、病毒耐药变异的速度越来越快,经十几年研发的新抗生素在几年内即被耐药淘汰。抗生素是不可再生的资源,目前抗生素资源枯竭的严重形势已摆在了人类面前。2011年英国著名的医学杂志《柳叶刀》(The Lancet)刊登的一篇论文警告说,研究者已经发现一种“超级病菌”,其耐药性可以“传”给别的病菌,让致病细菌变得无比强大,抵御几乎所有抗生素。未来,多重超级耐药致病菌造成重大疾病流行时可能找不出什么抗生素来救治,这话已不再是耸人听闻!而另一方面抗生素的滥用在临床上造成儿童耳聋残疾的现状也是触目惊心的,仅我国现有7岁以下儿童因抗生素造成耳聋的人数多达30万,占全国聋哑儿童总数的30%至40%。医学上已知能引起耳聋的药物多达60多种,其主要是抗生素类,早些年发现的有链霉素、卡那霉素、庆大霉素等;近年来又发现丁胺卡那、新霉素、小诺霉素、红霉素、氯霉素、四环素、多粘菌素、万古霉素、利福平也具有耳毒性。我国滥用抗生素的情况已十分严重,曾被世界卫生组织多次警告,如果再不遏制抗生素滥用的问题,将不仅是中国的灾难,可能引发全人类的灾难。在世界加大力度限制抗生素随便使用的同时,科学家们开始挖掘古老医药中的“银”,将其以现代技术赋予新的生命,研究利用银纳米化后呈现出的优异特性并探索将其应用到实际防病治病中,以缓解过度依赖使用抗生素带来的诸多问题。

        早在古代人们就发现了银具有天然的抗菌性和安全性。那时,古埃及人知道用薄银片覆盖伤口来防止细菌感染加速伤口愈合,蒙古族人知道用银器盛装羊奶可以保鲜。公元前300多年前的古希腊亚历山大的军队东征时,因遭遇痢疾侵袭而知道了银餐具能杀菌和控制感染。到了1893年,瑞士植物学家梅奇利发现银离子可以杀灭藻类。1929年英国人弗利密库采用载银药物来治疗梅毒。在1924年到1938年间西方曾一度兴起含银药物的研发和应用热潮。但是不久青霉素出现了,比较当时昂贵的银,青霉素的生产可获得更大经济利益;而且那时也无耐药一说,以致银药物的研发和应用被冷却了下来。

         随着现代采矿和冶金业的发展,银已不象过去那么昂贵,近年来兴起的纳米技术又将银纳米化;使银的抗菌效果成百倍的提高,纳米银开始被成功应用于医药领域,现代科学研究发现纳米银的抗菌机理和抗生素不同,它可对付超过650种以上的细菌却不会被耐药;目前纳米银在医药上还主要是外用,在烧伤、皮肤病、妇科炎症的治疗上都有独到之处。国内外对纳米银的抗病毒研究也正紧锣密鼓进行中,在对付乙肝、艾滋等病毒上已取得进展。香港2008年公布的一项研究结果显示,纳米银颗粒能抑制乙型肝炎病毒的复制,降低乙肝患者肝硬化的几率。香港大学医学院研究人员在经过了3年对纳米银颗粒抑制乙肝病毒机理和复制活性的研究后,证实纳米银颗粒可直接与乙肝病毒发生作用,抑制病毒的复制。 香港大学医学院内科学系教授廖家杰说,纳米银颗粒的表面活性面积较大,容易和乙肝病毒结合,从而抑制病毒复制,减少病毒数量,而乙肝病毒对这一连串机理产生抗药性的机会微乎其微。廖家杰教授表示,纳米银颗粒何时可应用于乙肝患者上,仍需通过药物、动物测试、了解剂量等后,相信最快 3至5年应用于临床上。他又称,下一步会研究纳米技术应用于肝癌,并估计纳米技术在未来5至10年会广泛应用于医学上。他关于纳米银颗粒能抑制乙型肝炎病毒的研究论文已在国际著名抗病毒研究杂志《Antiviral Therapy》上发表。同年,美国《纳米技术》杂志发表了由美国德克萨斯大学和墨西哥大学研究人员合作完成的首项关于纳米金属银微粒与艾滋病病毒HIV-1相互关系的研究论文,一样在业界引起了轰动。这项研究实验结果显示,附着在HIV-1病毒上的大小约1~10纳米的金属银微粒能够阻止病毒与寄主细胞相结合。研究人员在实验中将纳米银微粒分别与泡沫碳及其它两种不同的试剂混合并分别将这三组含纳米银微粒的混合液与HIV-1细胞一起放入试管,在37摄氏度环境中培养,3小时后和24小时后观察结果均显示,样本中HIV-1细胞无一存活。研究人员发现,纳米银微粒浓度超过25ug/ml时,对HIV-1细胞的抑制作用更为明显。此外,相比之下泡沫碳比其他两种试剂的效果更好,同时银微粒的大小也不能超过10纳米。研究人员认为,纳米银微粒穿过HIV-1细胞中的醣蛋白,并借助醣蛋白上的硫残留物附着在细胞上,醣蛋白之间的空隙约为22纳米,正好可以容纳银微粒。尽管实验结果表明纳米银微粒能够抑制HIV-1细胞,但研究人员表示,还需要进一步实验来观察其长期效果,同时人体试验也在计划中。由于前期实验证实纳米银微粒能够有效地附着在其他微生物有机体上,因此研究人员也将开展有关银微粒抗其他病毒的实验。我国科研人员对纳米银抗病毒作用的研究工作也在取得进展,研究成果不断公布,如现代预防医学2009年第36卷第21期的《纳米银体外抗HIV活性研究》、中国新药杂志2010年第19卷第7期的《纳米银抑制季节性流感病毒H1N1的实验研究》所发内容。

          大量的生物实验还证明纳米银是低毒的,千百年来银的使用和近代一些银的医药实践中均未见一例致死致残的报道,和抗生素相比其安全性不言而喻,但将纳米银全面应用于医药在技术上要比抗生素困难得多,还需大量的试验研究和长期的临床实验,在政策法规和标准上还需逐渐补充与完善。值得欣喜的是现代微载体药物递送系统技术的飞速进步,使得用微载体将对人无毒害量级的纳米银微粒精确作用到人体内病患部位已指日可待,而且现代医学科学检验技术的发展已完全可以为纳米银的医疗应用提供快速准确的安全检测保障,古老的银将再为救死扶伤焕发出新春,也将为解决因过分依赖抗生素而带来的一系列问题带来希望!

         然而适合医药用途的高品质纳米银的生产技术和生产设备一直是纳米银在医药领域应用的瓶颈,技术先进国家如美国始终对我国实行技术封锁,甚至美国国内市售的家用简单胶银发生器都禁止通关,在我国适合医药用途的高品质纳米银生产技术和生产设备一直处于空白状态,2009年山西某药厂工程师石玉明(0354-6220382)因工厂产品更新需要曾和厂长一起到中科院等处做过相关调研,结论是纳米银生产设备国内没有生产,从国外进口一套要折合人民币上千万,而进口一克纯胶银要人民币4元。三年过去了,至今在国内仍检索不到有相关设备的生产,为此,独立自主研发纳米银制造设备及生产工艺即成为在我国医药卫生领域推广应用纳米银的必要和关键。目前虽在市面上可以见到一些纳米银医药应用产品,但其中纳米银多是以化学方法制备的,由于其存在着工艺性化学残留物不可能彻底去除的问题,在医药应用时受到局限。而公认的高纯纳米银是以纯银做电极用电方法将银以粒径1nm~100nm的粒子分散到水中制取的“纳米银胶体”,不存在化学残留问题,但这种方法由于电泳的客观存在,产出的纳米银胶体浓度很低(一般在20PPM左右),这使其应用受到了极大限制。

         适合医药用途的高品质纳米银胶体除了要求其稳定不易聚沉外,还有对纯度、浓度、粒度的要求,对纯度的要求容易理解,对浓度的要求则是因纳米银胶体在实际应用时要加入辅剂、载体等,这些材料及其中的杂质对银都有消耗,且作为外用药时被作用表面的体液、污物等对银的消耗更大,所以纳米银胶体的浓度(含银量)必须比最低应用浓度有较大冗余。不过实际应用时并不是浓度越高越好,浓度太高时毒副作用将加大,成本会成倍提高。对粒度的要求即对纳米银颗粒粒径大小与分布范围的要求,一定大小的粒径与分布将方便纳米银颗粒与微载体的组装,提高纳米银药物的生物利用度。为了能制备高品质纳米银胶体并达到这些适合医药用途的一般和特别要求,本人在长年多学科领域实践与知识积累的基础上,经过大量实验和制作,2007年设计出了一种以单片微计算机自动监控浓度的银电极-电稳流与逆渗透分离技术相结合生产纳米银胶体的设备和方法并造出了样机,于2008年3月申请了发明专利《一种纳米银胶体的生产设备和方法》(00810086707.3) ,其样机制备的纳米银胶体于2008年7月送权威部门检测,结果含银量为295.6 PPM(是传统电方法的十倍有余),将其稀释到18PPM时对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、绿脓杆菌、白色念珠菌,2分钟、5分钟、10分钟、20分钟抑菌均为100%。2010年由样机制备的浓度200 PPM以上的纳米银胶体经实际放置一年过后仍清澈透明无聚沉现象,电镜观察分析其纳米银颗粒为球形,中心粒径2.5nm,粒径分布90%在1到10nm内,这几项看似简单的事实与数据已明确了本人在此领域的突破!2011年1月这一发明获得国家知识产权局专利局的专利授权。此项发明解决了传统电方法纳米银胶体发生装置制备纳米银胶体浓度较低的问题,可在常温常压下使传统电方法的纳米银胶体浓度提高十倍以上,而且整个生产过程连续、自动、耗能低、效率高、无排放,达到了国际领先水平,使生产适合医药用途的浓度与纯度都较高的高品质纳米银胶体成为现实,填补了我国空白。经发明三年来反反复复实验检验说明该设备与工艺生产的纳米银胶体性能稳定可靠,浓度和纯度适合医药用途,抗菌抗病毒效果突出,已超过了目前国内同类产品的水平并可完全可替代进口!

         目前我的主要工作是将现有的独立自主知识产权的纳米银生产设备与技术产业化,批量产出高品质的纳米银胶体以推广应用于医药卫生领域。为了降低产业化实施《一种纳米银胶体的生产设备和方法》专利技术投入的风险,验证其专利设备和技术的可行性、实用性,本人 2010~2011年改进了样机,小量试产了“纳米银抗菌液”,并经过反复检测,其抑菌效果、杀菌率、毒理等一些指标均已达到国家标准,现已计划对其进行病毒灭活的试验检验,可望用于性病、艾滋病、皮肤病的防治中。除此之外,本人还在纳米银胶体应用产品上加大研发力度,自己的“小发明”设计:《纳米银抗菌抗病毒口罩》(200920202425.5)和《袋装纳米银抗菌抗病毒湿巾》(200720102365.0)已获得国家实用新型专利授权;自己的“大发明”设计:《一种纳米银抗菌抗病毒组合液及其制备方法和产物》(201110333746.0)在去年申请了发明专利,现已向国内外公开。显而易见,本人的“纳米银研发”有着巨大的经济效益和社会效益,应得到国家政策的大力扶持,需要医药厂商的协助和参与,以便尽早将本人 “纳米银研发”成果推广应用于防病治病中,为提高人类健康水平作出贡献!                                
                                                                                                                     2012年7月于绍兴柯桥



描述:我不为大家深知的“纳米银研发”
附件: 我不为大家深知的纳米银研发.doc (23 K) 下载次数:9
MEMS技术天地:http://memst.csmnt.org.cn/
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只看该作者 沙发   发表于: 2012-10-06
抗菌有不錯的市場 確實值得開發
但樓主的產品是粉末嗎 還是液體??
离线jnex90ylz

只看该作者 板凳   发表于: 2012-11-21
fffs
这是新建文章 1.html,请修改添加正文内容。
离线万俟鸿睿

只看该作者 地板   发表于: 2013-01-14
顶一个
离线博福洲富

只看该作者 4楼  发表于: 2013-04-13
真的牛,双手赞成,谢谢了
离线licanemma

只看该作者 5楼  发表于: 2013-06-20
好牛叉,不过真实效果值得探讨。
离线优卿颖p

只看该作者 6楼  发表于: 2013-11-26
谢谢您,顶
离线有些低级

只看该作者 7楼  发表于: 2014-03-08
顶.支持,路过!
离线烟台感受

只看该作者 8楼  发表于: 2014-06-09

    真的这么神奇?
离线一天酷六

只看该作者 9楼  发表于: 2014-09-15

    真的这么神奇?
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