仿生微结构皮革新材料对细菌的作用 本文关键词：微结构，新材料，细菌，皮革，作用
仿生微结构皮革新材料对细菌的作用 本文简介：摘要目的研究具有仿生微结构皮革新材料对细菌的转移抑制效果。方法采用激光共聚焦显微镜观察法和细菌定量检测方法，对皮革新材料仿生微结构和对细菌转移抑制作用进行研究。结果激光共聚焦显微镜观察显示，皮革表面微结构符合产品设计要求。经含有菌液的滤纸染菌后，金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌和白色念珠菌从含
仿生微结构皮革新材料对细菌的作用 本文内容：
摘要目的研究具有仿生微结构皮革新材料对细菌的转移抑制效果。方法采用激光共聚焦显微镜观察法和细菌定量检测方法，对皮革新材料仿生微结构和对细菌转移抑制作用进行研究。结果激光共聚焦显微镜观察显示，皮革表面微结构符合产品设计要求。经含有菌液的滤纸染菌后，金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌和白色念珠菌从含有微结构的皮革表面转移至接触碟的菌量与对照组相比，分别减少85．1%、78．3%、81．6%和77．2%。结论含有仿生微结构的皮革新材料显著抑制不同细菌在已污染表面的转移和传播。
关键词仿生微结构;皮革;转移细菌;抑菌
微结构材料是一种新型抑制细菌转移的材料，其设计原理源于鲨鱼皮肤微结构的仿生材料。该产品具有无毒、无化学药物性、非过滤，通过物理方式达到抑制和转移细菌的特性〔1〕，目的是降低皮革表面细菌的携带率。此类新材料研究目的是观察是否能将该新材料新技术转化为产品应用于实际生活、医疗环境和公共场所，以减少致病菌的感染，控制传染病的传播。皮革材质应用范围广、种类多，使用特殊工艺将该仿生微结构制作于皮革表面。含有微结构的皮革属于新材料，目前没有完全适合该材料的检测方法。根据此类材料特性，借助2002年版《消毒技术规范》与Sharklet企业规范和ISO22196:2007(E)某些方法，采用滤纸染菌法和接触碟采样法对其进行相关研究。现将研究结果报告如下。
1材料与方法
1．1材料表面含有Sharklet微结构的皮革和不含微结构的相同皮革均为国外进口产品，前者作为试验组，后者作为对照组。试验指标菌包括金黄色葡萄球菌(ATCC6538)、铜绿假单胞菌(ATCC15442)和白色念珠菌(ATCC10231)，均由中国人民解放军疾病预防控制中心消毒学评价研究中心提供。实验仪器和器材包括激光共聚焦显微镜(奥林巴斯OLS4000)、新华1号滤纸、含有TSA的接触碟和营养琼脂等，均为国内市售品。1．2方法1．2．1共聚焦显微镜对皮革表面微结构的观察使用奥林巴斯LEXTOLS4000型号显微镜进行激光共聚焦显微观察，使用50×物镜1倍放大后观察合成革，并测量微结构宽度和高度。1．2．2菌悬液制备〔2〕取各试验菌经过分离培养的单个典型菌落，接种营养肉汤，经增菌培养后制备成菌悬液，备用。1．2．3滤纸染菌法首先用蘸有95%乙醇的棉球擦拭清洁待测试皮革表面，然后经紫外线照射30min杀灭表面自然菌。将试验浓度的菌液置于无菌平皿，再将规格为5cm×5cm的无菌滤纸浸入菌液中，取出将其平铺于待测试皮革上，用一张无菌滤纸覆在染菌滤纸上吸去多余的菌液，然后移去2张滤纸。1．2．4采样和培养方法采用接触碟法采样，将染过菌的试验组和对照组皮革表面密切接触培养碟中固体培养基表面，置于37℃培养24h，计数菌落数，与对照组相比计算细菌转移抑制率。试验重复10次。
2结果
2．1共聚焦显微镜观察结果经共聚焦显微镜观察结果显示，皮革表面微结构与实验设计一致，其表面每个微结构的组成单位中各长方体的设计要求为:宽10．0μm、高3．0μm。结果见图1、图2。注:放大比例为40×10倍。图1有微结构皮革2．2微结构皮革对细菌的转移抑制效果试验重复10次，金黄色葡萄球菌的接种菌液浓度平均值为3．24×104cfu/ml，从含有微结构的皮革表面转移至接触碟的菌量较对照组皮革减少85．1%。铜绿假单胞菌接种菌液浓度平均值为4．58×105cfu/ml，从含有微结构的皮革表面转移至接触碟的菌量较对照皮革减少81．6%。大肠杆菌接种菌液浓度平均值为6．69×106cfu/ml，从含有微结构的皮革表面转移至接触碟的菌量较对照皮革减少78．3%。白色念珠菌接种菌液浓度平均值为1．06×105cfu/ml，从含有微结构的皮革表面转移至接触碟的菌量较对照皮革减少77．2%。结果见图3．
3讨论
本研究结果显示，Sharklet微结构可以制作于皮革表面，经电镜观察与试验设计一致。为验证表面含有微结构的皮革对细菌的转移抑制效果，本研究通过预实验筛选，最终选用滤纸染菌法对试验材料进行染菌。通过传统棉签采样和接触碟采样2种方法比较，发现接触碟采菌量和棉签采菌量无差异，而接触碟采样方便快捷，因此选择接触碟进行采样。试验结果表明，对表面污染金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、大肠杆菌和白色念珠菌的含有微结构的皮革表面较对照组分别降低85．1%、81．6%、78．3%和77．2%。为测试皮革表面微结构对细菌传播的抑制，本研究采用了新的测试方法。由于皮革材质相对较厚，且一面较毛糙，为确保染菌量均匀一致，使用滤纸染菌法对其进行染菌。染菌结束后开始采样。传统方法为棉签采样，然后倾注琼脂。棉签采样的优点是可对任何规则或不规则表面采样，以及狭窄、管腔类物品均可采集微生物，缺点是操作较繁琐。本研究中采样对象为皮革材料，为了更好地验证仿生微结构对细菌的转移抑制效果，选用采样方便便捷的接触碟。接触碟采样又称ＲODAC法，将营养琼脂预先加注在平皿上，采样时打开平皿，直接在表面按压即可。这类采样方法便捷携带方便，缺点是只能采集较规则、较平整的表面。以皮革作为试验材料，表面平整，选用接触碟采样，获得了与棉签相同的回收率。鉴于接触碟携带方便、采样方法简便、细菌捕获率与棉签无差异等优点，可考虑在卫生监督、医院感控等领域使用。将仿生微结构应用到皮革表面，并取得微生物转移抑制效果，说明该技术具有很好的转化应用价值。皮革在日常生活中使用范围较广，皮革加工是我国的传统行业，随着科学技术的迅猛发展，人们对皮革的品质要求也越来越高。但皮革发霉一直是困扰厂商的大问题，由于皮革由蛋白质纤维构成，落在上面的孢子先是利用自身储备的营养萌发、生长，同时分泌蛋白酶，尤其是能水解胶原纤维的酶类〔3，4〕，于是皮革成为了培养基，进一步促进霉变。霉变使皮革失去光泽、皱裂、老化。防止霉变的方法很多，主要方法是添加防霉剂，但这些防霉剂一般会对人类、动物、环境带来不同程度的影响和危害〔5〕。如果能通过改变皮革表面微结构这种物理方式起到抑制微生物生长的作用，将为皮革材料及产品的防霉、防污染提供一种理想有效的环保方法。
作者：韩杰 徐斌杰 刘琪 魏秋华 姚楚水 单位：中国人民解放军疾病预防控制中心 北京善洁卫康科技有限公司