关于医用硅橡胶的抗菌

   抗菌剂处理的生物相容性是需要考虑的最重要问题之一。细胞毒性是最敏感的生物相容性试验；经过处理的设备或设备浓缩剂直接暴露于哺乳动物细胞培养的细菌。硅橡胶抗菌剂会在这些体外试验中引起一些细胞毒性效应，但是，在严格的研究和对组织、整个动物和人体开展的观察中，则展现出很少的生物相容性问题或者没有生物相容性问题。在提交医疗设备进行的评审中，美国食品和药品管理局（FDA）和其它管理机构检查整套数据，以确定设备是否生物相容。由于硅橡胶抗菌剂用于伤口处理和其它应用的历史较长，管理机构和保健提供商对银具有一定的熟悉程度，而这种熟悉程度对于其它抗菌剂可能是没有的。为此，它是目前为止用于抗菌医疗设备的最常见抗菌剂。

实验

    采用各种方法制备LSR样品，包括混合抗菌剂与LSR元件或者通过第三种流量扩散添加抗菌剂。采用压缩或注射模注样品块或实际设备元件。

★硅橡胶中银基抗菌剂剂量的确定

    使用X射线荧光光谱（XRF；ThermoNoranQuanXEC公司，型号：C10014）确定样品中不同元素的含量估计值。XRF分析产生以“单位”为术语的元素浓度；单位越高，元素的浓度越高。但是，单位依赖于样品几何形状的程度极大，因此很难比较不同几何形状或配置的样品的单位。在绘制图形和分析之前，要减除背景单位。

★银释放动力

    在室温中将经过处理的样品暴露于盐水（0.85%NaCl）24小时并缓慢搅拌，以测量样品释放的生物药效利用银。使用5%的硝酸将提取物酸化并使用ICP-OES（PerkinElmer，型号：Optima4300DV）测量银的含量(ppb)。要清除杂质，在酸化和分析之前，使用0.2微米的过滤器过滤所有样品。

★使用薄膜接触筛查法确定效力

    使用“薄膜接触法”评估抵抗细菌的效力，这是“ISO22916：塑料-塑料表面抗菌剂活动测量”的一种修改方法。将样品块置于经过消毒的培养皿内并用异丙醇擦拭，以便进行清洁。然后将样品暴露于悬浮在采用0.2%营养肉汤补充的0.85%NaCl（盐水）中的细菌（0.4毫升，每毫升105个细胞）。采用聚乙烯薄膜盖住细菌悬浮液，以将接种体扩散到样品表面并防止干燥。在37℃孵化24小时之后，用10毫升中和溶液清洗样品，以清除粘附的细胞和非活性残留银离子。使用基于微浓度测定板的“最可能数量”化验量化中和溶液中存活细胞的数量。将每个样品的细胞数量转换为对数单位后，基于从未经过处理的聚丙烯回收的细胞数量计算暴露于LSR之后细胞的对数降低数量（对数降低数量=对数（细胞/聚丙烯样品）-对数（细胞/LSR样品）。未经处理的聚丙烯用作内部对照样品，因为以前的许多试验已经表明这种材料在引起细胞数量增加或减少方面呈惰性。最大对数降低数量代表效力最高，可以采用特别的研究测量。使用克雷白氏肺炎杆菌ATCC（美国模式培养物集存库）#4352和金黄色葡萄球菌ATCC（美模式培养物集存库）#6538试验复制样品。

★使用TTC琼脂化验确定效力

   使用上面所述的薄膜接触法评估抗菌的效力。将带有微生物的样品在37℃孵化22小时之后，从样品上取下接种体，将样品倒置放在采用0.01%三苯基氯化四氮唑(TTC)补充的胰蛋白大豆琼脂板上。TTC是一种无色化合物，采用主动呼吸细菌会还原为不能溶解的红色。将TTC集成于营养琼脂板内，然后将暴露于微生物的样品置于板的表面，可以根据琼脂表面存在的红色检测任何存活的细菌。孵化琼脂板24小时并观察粘附在材料表面的存活细胞形成的红色区域。

★使用“顶部接触”化验确定效力

   使用简单的化验评估带有和不带SSSR12的体外设备的LSR元件的效力。分散103、104或105抵抗甲氧西林金黄色葡萄球菌ATCC（美国模式培养物集存库）#43300(MRSA)或克雷白氏肺炎杆菌ATCC（美国模式培养物集存库）#4352细胞之后，立即将元件尖部接触营养琼脂板的表面，以接种样品。然后将接种的样品置于消毒盘内，并将在潮湿条件下在30℃孵化24小时。孵化之后，使元件重复接触消毒营养琼脂板的表面（10次）。另外在37℃再孵化营养琼脂板24小时。如果存活细胞在暴露于LSR元件最初24小时暴露时期时存活并转移到琼脂表面，则细胞可以在琼脂表面的接触部位生长和形成群体。采用导致成功转移存活细胞的接触数量以及观察每一接触点的生长量表示结果。

结果和讨论
    通过模注制备LSR样品块，以制备三种不同含量的SSSR12抗菌剂剂量。开展X射线荧光光谱试验，以确定水平样品块中银的含量。虽然这一特别研究中只有三个数据点，但是，在银含量和目标剂量之间存在密切的关系(R2=0.994)（图3）。另外还在压缩模注样品块上开展了这一研究，结果相似（未显示数据）。如果抗菌剂或抗菌剂载体含有相当独特的信号元素，还采用XRF检测其它抗菌剂。同时，XRF技术是一种无损技术，可以用于制造或品质保证实验室环境的在线测量。
12小时的时间使银离子达到平衡水平（本研究中为ca.500ppb）。缓慢释放银离子是通过多日使用保护表面所需要的释放动力的一部分。另外，银离子达到有效水平的时间框架符合形成生物膜需要的时间。
采用两种不同剂量SSSR12处理的LSR通过重复暴露于盐水展示出缓释银离子（图5）。在单次暴露于盐水24小时之后，剂量反应较为明显。但是，在暴露于盐水两天之后，从两种样品中释放的离子似乎达到大约400ppb的平衡。至少连续七天暴露于新鲜盐水，释放的银维持在ca.400-450ppb。
在我们的实验室中已经观察到这种平衡现象多次，是由与相同溶液中存在的Ag、Cl和Na相关的共同离子效应造成的。这种平衡有效抑制了银的释放，直至银离子被清除（例如冲洗清除）或者粘附到细菌或其它有机物上面。解除平衡压力之后，再次释放银离子。

    并非所有银基抗菌剂都能展现采用SSSR12观察到的银释放动力。另一种银基技术已经用于LSR。将模注样品块暴露于盐水并采用前面所述的相同类型化验测量银的释放。结果表明最初释放的速率相对较高，之后在暴露于盐水两天之后急剧下降（图6）。暴露三天之后的释放速率变得稳定，但是释放的银离子浓度低（<30ppb）。进一步分析表明，LSR表面的大多数银微粒被一薄层硅橡胶盖住，降低了湿气到达银微粒的能力，因此释放银离子的浓度降低。使用相同方法评估的其它银基技术研究结果表明，大多数存在相同的问题。
在暴露于革兰氏阴性细菌和革兰氏阳性细菌的代表种类24小时之后，评估了采用不同剂量的SSSR12处理的LSR的喷射模注样品块的抗菌性能。在暴露于盐水之前以及暴露于盐水3天和7天之后，试验了经过处理的LSR样品。本研究中，作为一种样品试验了未经处理的LSR。将在37℃暴露于未经处理的聚丙烯样品块24小时之后恢复的存活细胞数量与从未经处理和经过处理的LSR产品恢复的细胞数量进行比较。与未经处理的聚丙烯相比，暴露于未经处理的LSR的两种种类的数量微微降低（ca.0.6对数单位)。对于革兰氏阴性细菌克雷白氏肺炎杆菌，采用SSSR12处理的LSR的所有样品展示出最大的对数降低（经过处理的产品上没有恢复的存活细胞）。对于金黄色葡萄球菌，观察到明显的剂量反应，SR12的含量越高，则对数降低越高。观察了以前没有暴露于盐水的样品以及以前暴露于盐水3天和7天的样品的剂量反应。对于以前暴露于盐水的样品，在给定SSSR12剂量之内，效力保持恒定或微微增加。

    采用SSSR12处理的LSR展现了在重复暴露于盐水时抵抗两种微生物的持续效力，与动力研究中所看到的银缓释相符。虽然本研究中没有讨论这一主题，但是应注意到，银抵抗细菌比抵抗真菌更有效。同样，银离子很难渗透人体细胞的细胞壁和多细胞膜，银离子不能很好渗入真菌等更复杂微生物的细胞之内。可以使用足够的银处理医疗设备，以展示抵抗白假丝酵母菌等真菌的效力，但是，要求的剂量高于控制细菌生长的剂量。

   在后期固化采用5%和10%SSSR12抗菌剂处理的LSR之前和之后，对喷射模注样品块开展了相似研究。表明，与未经处理的聚丙烯相比，未经处理的LSR展示出微小但是一致的效力。在暴露于盐水之前以及暴露于盐水7天之后试验时，经过处理的LSR样品展示出抵抗两种试验微生物的效力更高。所有样品的对数降低量处于或接近最大值。在5%的剂量暴露于盐水7天之后，效力微微下降。后期固化对于抗菌性能没有可以测量的影响。