TWI782199B - 抗菌膠體、其製造方法及包含此抗菌膠體之系統 - Google Patents

抗菌膠體、其製造方法及包含此抗菌膠體之系統 Download PDF

Info

Publication number
TWI782199B
TWI782199B TW108111403A TW108111403A TWI782199B TW I782199 B TWI782199 B TW I782199B TW 108111403 A TW108111403 A TW 108111403A TW 108111403 A TW108111403 A TW 108111403A TW I782199 B TWI782199 B TW I782199B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
silver
antibacterial
colloid
antibacterial colloid
medium
Prior art date
Application number
TW108111403A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202034964A (zh
Inventor
石啟仁
李忠霖
楊王元珽
蔣羽晴
陳昱璇
Original Assignee
高雄醫學大學
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 高雄醫學大學 filed Critical 高雄醫學大學
Priority to TW108111403A priority Critical patent/TWI782199B/zh
Priority to US16/546,400 priority patent/US20200306185A1/en
Priority to JP2020055941A priority patent/JP6987407B2/ja
Priority to EP20166237.6A priority patent/EP3714692A1/en
Publication of TW202034964A publication Critical patent/TW202034964A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI782199B publication Critical patent/TWI782199B/zh

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N59/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing elements or inorganic compounds
    • A01N59/16—Heavy metals; Compounds thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/06—Ointments; Bases therefor; Other semi-solid forms, e.g. creams, sticks, gels
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K33/00—Medicinal preparations containing inorganic active ingredients
    • A61K33/14—Alkali metal chlorides; Alkaline earth metal chlorides
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K33/00—Medicinal preparations containing inorganic active ingredients
    • A61K33/24—Heavy metals; Compounds thereof
    • A61K33/242—Gold; Compounds thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K33/00—Medicinal preparations containing inorganic active ingredients
    • A61K33/24—Heavy metals; Compounds thereof
    • A61K33/26—Iron; Compounds thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K33/00—Medicinal preparations containing inorganic active ingredients
    • A61K33/24—Heavy metals; Compounds thereof
    • A61K33/30—Zinc; Compounds thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K33/00—Medicinal preparations containing inorganic active ingredients
    • A61K33/24—Heavy metals; Compounds thereof
    • A61K33/34—Copper; Compounds thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K33/00—Medicinal preparations containing inorganic active ingredients
    • A61K33/24—Heavy metals; Compounds thereof
    • A61K33/38—Silver; Compounds thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/30—Macromolecular organic or inorganic compounds, e.g. inorganic polyphosphates
    • A61K47/42—Proteins; Polypeptides; Degradation products thereof; Derivatives thereof, e.g. albumin, gelatin or zein
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/14—Particulate form, e.g. powders, Processes for size reducing of pure drugs or the resulting products, Pure drug nanoparticles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P31/00—Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
    • A61P31/04—Antibacterial agents

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Communicable Diseases (AREA)
  • Oncology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Pest Control & Pesticides (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)

Abstract

一種抗菌膠體，包含：複數個金屬奈米粒子，其中此等金屬奈米粒子具有小於10nm的一平均粒徑；複數個金屬離子，其中此等金屬離子具有大於20ppm的一濃度；以及一介質，其中此介質包含具有至少一還原性官能基的一蛋白質成分；且此抗菌膠體不包含硝酸根離子。

Description

抗菌膠體、其製造方法及包含此抗菌膠體之系統
本發明係關於一種抗菌膠體、其製造方法及包含此抗菌膠體之系統，尤指一種藉由一具有多級孔結構的陶瓷基材與至少包含一蛋白質的一介質作用，將其緩釋放的金屬離子還原成複數個金屬奈米粒子所製造的抗菌膠體、其製造方法及包含此抗菌膠體之系統。
近幾年新興的銀奈米粒子(AgNP)製備方法，係以綠色介質活化合成方法為主，此合成方法大多以硝酸銀做為Ag+的前驅物，並分別藉由微生物、植物萃取物等還原銀離子(Ag+)並做為AgNP的穩定劑，其中AgNP的成核和成長速率無法控制；所合成的AgNP穩定性不佳，易產生凝聚、沈積和析出現象，粒徑較大(平均粒徑~50nm)且大小分布不均。然而，能有效抑制多重抗藥性致病菌株(multi drug-resistant organism,MDRO)的AgNP其粒徑需小於10nm，這是目前此合成方法用來抑制MDRO的技術瓶頸。另一方面，以此合成方法製備的銀奈米粒子成品會殘留硝酸根離子(NO3 -)，硝酸根離子易與溶液中還原性陽離子或金屬離子鍵結，在熱分解時會產生氧化還原反應，具有熱不穩定的特性。在毒性部分，體內動物毒性的研究指出硝酸銀的毒性遠大於銀奈米粒子。另外，硝酸根離子是環境中存在的污染物，近期有研究指出其對人體具有生殖毒性的疑慮。
介孔矽基材料為典型的非晶相固體，具高比表面積、低毒性、良好的包載及緩釋放能力。先前研究所合成之含銀介孔矽基材料係利用去離子水或模擬體液做為緩釋放介質以形成Ag+，然而所得到的Ag+濃度約為5ppm，此Ag+濃度只能抑制一般非抗藥性菌株(大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、綠膿桿菌)且試劑穩定性低，放置一段時間後產生銀粒子析出，呈現非均勻相，且大多未述及其對於細胞的毒性。
爰於上述，申請人有鑑於習知技術的缺點，提出本發明「抗菌膠體、其製造方法及包含此抗菌膠體之系統」，以改善上述缺點。
本發明之第一面向係提供一種抗菌膠體的製造方法，包含：提供並混合組成一陶瓷基材的原料或其前驅物、一金屬原料或其前驅物以及一介孔模板形成劑，以形成一混合物，其中組成此陶瓷基材的原料或其前驅物至少包含矽成分和氧成分；以溶膠-凝膠法製備此混合物形成一起始凝膠；提供一立體支架模板，其中此立體支架模板具有一巨孔結構；將此立體支架模板浸泡於此起始凝膠中至少一次；藉由於400℃以上的溫度對浸泡完成此起始凝膠的此立體支架模板進行一熱處理以形成此陶瓷基材，其中此陶瓷基材具有一多級孔結構，且一第一金屬奈米粒子限域於此多級孔結構並具有一主動緩釋放效應；提供一介質，其中此介質至少包含具有一還原性官能基的一蛋白質成分；以及藉由將此介質與此陶瓷基材混合並振盪，使此第一金屬奈米粒子的此主動緩釋放效應作用以主動緩釋放複數個金屬離子，此等金屬離子的一部分被此蛋白質成分還原而成核、成長並形成複數個第二金屬奈米粒子，以形成此抗菌膠體；並且以此製造方法所獲 得的此抗菌膠體包含此等第二金屬奈米粒子、此等金屬離子以及此介質，其中此等第二金屬奈米粒子具有小於10nm的一平均粒徑，此等金屬離子具有大於20ppm的一濃度，且不包含硝酸根離子。
本發明之第二面向係提供一種包含一微生物的系統，其中此微生物在一第一狀態中具有一第一數量A1菌落形成單位(CFU)，在添加一抗菌膠體於此系統中並經過一特定時間後的一第二狀態中此微生物具有一第二數量A2 CFU，且此抗菌膠體包含：複數個金屬奈米粒子，其中此等金屬奈米粒子具有小於10nm的一平均粒徑；複數個金屬離子，其中此等金屬離子具有大於20ppm的一濃度；以及一介質，其中此介質包含具有至少一還原性官能基的一蛋白質成分；且此抗菌膠體不包含硝酸根離子；(A1-A2)/A1大於或等於0.5。
本發明之第三面向係提供一種抗菌膠體，包含：複數個金屬奈米粒子，其中此等金屬奈米粒子具有小於10nm的一平均粒徑；複數個金屬離子，其中此等金屬離子具有大於20ppm的一濃度；以及一介質，其中此介質包含具有至少一還原性官能基的一蛋白質成分；且此抗菌膠體不包含硝酸根離子。
10‧‧‧含銀抗菌膠體之製造方法流程
11‧‧‧形成一具有多級孔結構的含銀陶瓷基材
12‧‧‧提供包含一蛋白質成分的介質
13‧‧‧攪拌混合
14‧‧‧銀奈米粒子於介質中成核成長
15‧‧‧使用濾膜移除多級孔結構含銀陶瓷基材和雜質
16‧‧‧含銀抗菌膠體
本發明的較佳實施例將於實施方式之說明文字中輔以下列圖式做更詳細的說明：第1圖顯示本發明實施例一的含銀抗菌膠體的製造方法流程圖。
第2圖顯示本發明實施例一的含銀抗菌膠體的穿透式電子顯微鏡影像圖。
第3圖顯示本發明實施例一的含銀抗菌膠體使用紫外光分光光度計的量測結果。
第4圖顯示本發明實施例一的含銀抗菌膠體使用感應耦合電漿質譜儀的量測結果。
第5圖顯示添加本發明實施例一的含銀抗菌膠體於液態培養基中進行金黄色葡萄球菌時間抗菌試驗的成長曲線圖。
第6圖顯示添加本發明實施例一的含銀抗菌膠體於液態培養基中進行綠膿桿菌時間抗菌試驗的成長曲線圖。
第7圖顯示添加本發明實施例一的含銀抗菌膠體於液態培養基中進行多重抗藥性金黃色葡萄球菌(MRSA33592)時間抗菌試驗的成長曲線圖。
第8圖顯示添加本發明實施例一的含銀抗菌膠體於液態培養基中進行多重抗藥性金黃色葡萄球菌(MRSA 49476)時間抗菌試驗的成長曲線圖。
第9圖顯示添加本發明實施例一的含銀抗菌膠體於液態培養基中進行多重抗藥性金黃色葡萄球菌(VISA700698)時間抗菌試驗的成長曲線圖。
第10圖顯示添加本發明實施例一的含銀抗菌膠體於液態培養基中進行多重抗藥性金黃色葡萄球菌(VISA700699)時間抗菌試驗的成長曲線圖。
第11圖顯示添加本發明實施例一的含銀抗菌膠體於液態培養基中進行克雷伯氏鏈球菌時間抗菌試驗的成長曲線圖。
本發明實施例詳細描述如下，然而，除了此詳細描述外；本發明還可以廣泛地在其他的實施例施行。亦即，本發明的範圍不受已提出實施例的限制，而應以本發明提出的申請專利範圍為準。
本發明提出一種抗菌膠體的製造方法，包含：提供並混合組 成一陶瓷基材的原料或其前驅物、一金屬原料或其前驅物以及一介孔模板形成劑，以形成一混合物，其中組成此陶瓷基材的原料或其前驅物至少包含矽成分和氧成分；以溶膠-凝膠法使此混合物形成一起始凝膠；提供一立體支架模板，其中此立體支架模板具有一巨孔結構；將此立體支架模板浸泡於此起始凝膠中至少一次；藉由於400℃以上的溫度對浸泡完成此起始凝膠的立體支架模板進行熱處理以形成此陶瓷基材，其中此陶瓷基材具有一多級孔結構，且一第一金屬奈米粒子限域於此多級孔結構並具有一主動緩釋放效應；提供一介質，其中此介質至少包含具有一還原性官能基的一蛋白質成分；以及將此介質與此陶瓷基材混合並振盪，使此第一金屬奈米粒子的主動緩釋放效應作用以主動緩釋放複數個金屬離子，此等金屬離子的一部分被此蛋白質成分還原而成核、成長並形成複數個第二金屬奈米粒子，以形成此抗菌膠體；並且以此製造方法所獲得的此抗菌膠體包含此等第二金屬奈米粒子、此等金屬離子以及此介質，其中此等第二金屬奈米粒子具有小於10nm的一平均粒徑，更佳為約2nm-5nm，此等金屬離子具有大於20ppm的一濃度，且此抗菌膠體不包含硝酸根離子。
本發明提出一種抗菌膠體的製造方法，其中組成此陶瓷基材的原料或其前驅物可為四乙氧基矽烷，此金屬原料或其前驅物可為硝酸銀(silver nitrate)、硝酸氫金(gold hydrogen nitrate)、硝酸鋅(zinc nitrate hexahydrate)、硝酸銅(cupric nitrate trihydrate)、硝酸鐵(iron trinitrate nonahydrate)、硝酸鍶(strontium nitrate)，此介孔模板形成劑可為熱可逆水膠(Pluronic F-127)。
本發明提出一種抗菌膠體的製造方法，其中溶膠-凝膠法是 一種製造陶瓷和玻璃的低溫濕化學合成法，此方法包含系統的液相(溶膠)到固相(凝膠)的轉換；其中反應物會有一連串的水解反應及聚合反應，以生成膠體懸浮液。
本發明提出一種抗菌膠體的製造方法，其中此立體支架模板可為一多孔生物體或一人工合成多孔體；此多孔生物體可為一天然海綿，此人工合成多孔體可為一聚氨酯發泡體或一聚乳酸巨孔結構體。
本發明提出一種抗菌膠體的製造方法，其中此多級孔結構包含一孔壁及複數個巨孔，此孔壁分隔此複數個巨孔，且此孔壁具有複數個介孔；此孔壁由組成此陶瓷材料的原料或其前驅物形成，此第一金屬奈米粒子由此金屬原料或其前驅物形成。其中於此熱處理移除此介孔模板形成劑及此立體支架模板，此巨孔結構提供移除此介孔模板形成劑及此立體支架模板時所需的通道；且此金屬原料或其前驅物所含的硝酸根離子也於此熱處理步驟中被移除。
本發明提出一種抗菌膠體的製造方法，其中此蛋白質可具有一還原性官能基，此還原性官能基可為S-H或N-H，此蛋白質可為酪蛋白，此酪蛋白的來源為一動物奶類或一植物萃取液，且此蛋白質之一濃度可為10克/升-30克/升；其中此振盪的條件可為在35℃下以160rpm振盪24小時。
本發明提出一種抗菌膠體的製造方法，其中更包含下列步驟：提供一濾膜過濾此抗菌膠體以移除此陶瓷基材及一雜質。
本發明提出一種抗菌膠體的製造方法，其中此抗菌膠體具有抑制一微生物生長或殺死一微生物的特性，此微生物可為細菌、病毒、真菌或原生蟲，而此細菌可選自由金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、 綠膿桿菌(Pseudomonasaeruginosa)、多重抗藥型金黄色葡萄球菌(Methicillin-resistant staphylococcus aureus)、克雷伯氏鏈球菌(Klebsiella pneumoniae)及其組合所組成之群組。
本發明提出一種抗菌膠體的製造方法，其中當此組成陶瓷基材的原料或前驅物的莫耳數總和為M1、此矽成分的莫耳數為MSi及此金屬原料或其前驅物的莫耳數為Mmetal時，MSi至少為M1的70%，Mmetal為M1的小於或等於10%。更佳地，Mmetal為M1的1%。
本發明提出一種包含一微生物的系統，其中此微生物在一第一狀態中具有一第一數量A1菌落形成單位(CFU)，在添加一抗菌膠體於此系統中且經過一特定時間後的一第二狀態中此微生物具有一第二數量A2 CFU，其中此抗菌膠體包含：複數個金屬奈米粒子，其中此等金屬奈米粒子具有小於10nm的一平均粒徑；複數個金屬離子，其中此等金屬離子具有大於20ppm的一濃度；以及一介質，其中此介質包含具有至少一還原性官能基的一蛋白質成分；且此抗菌膠體不包含硝酸根離子；(A1-A2)/A1大於或等於0.5。
本發明提出一種包含一微生物的系統，其中此微生物可為細菌、病毒、真菌或原生蟲；且此細菌可選自由金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、綠膿桿菌(Pseudomonasaeruginosa)、多重抗藥型金黄色葡萄球菌(Methicillin-resistant staphylococcus aureus)、克雷伯氏鏈球菌(Klebsiella pneumoniae)及其組合所組成之群組。
本發明提出一種包含一微生物的系統，其中此系統可為生物細胞、生物組織、生物器官、化粧品、藥物、醫療器具或生醫材料。
本發明提出一種包含一微生物的系統，添加一生物活性劑及一抗菌膠體於此系統中且經過一特定時間後產生一抗微生物作用並具有一分率抑菌濃度(FIC)指數，其中此抗菌膠體包含：複數個金屬奈米粒子，其中此等金屬奈米粒子具有小於10nm的一平均粒徑；複數個金屬離子，其中此等金屬離子具有大於20ppm的一濃度；以及一介質，其中此介質包含具有至少一還原性官能基的一蛋白質成分；且此抗菌膠體不包含硝酸根離子；此FIC指數小於或等於0.5
本發明提出一種包含一微生物的系統，其中此生物活性劑可為慶大黴素(Gentamicin)。
本發明提出一種包含一微生物的系統，其中此抗菌膠體具有抑制一微生物生長或殺死一微生物的特性，其中此微生物可為細菌、病毒、真菌或原生蟲；且此細菌可選自由金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、綠膿桿菌(Pseudomonasaeruginosa)、多重抗藥型金黄色葡萄球菌(Methicillin-resistant staphylococcus aureus)、克雷伯氏鏈球菌(Klebsiella pneumoniae)及其組合所組成之群組。此細菌最佳可為克雷伯氏鏈球菌(Klebsiella pneumoniae)。
本發明提出一種包含一微生物的系統，其中此系統可為生物細胞、生物組織、生物器官、化粧品、藥物、醫療器具或生醫材料。
本發明提出一種抗菌膠體，包含：複數個金屬奈米粒子，其中此等金屬奈米粒子具有小於10nm的一平均粒徑；複數個金屬離子，其中此等金屬離子具有大於20ppm的一濃度；以及一介質，其中此介質包含具有至少一還原性官能基的一蛋白質成分；且此抗菌膠體不包含硝酸根離子。
本發明提出一種抗菌膠體，其中此等金屬離子更佳為具有大於40ppm的一濃度。
本發明提出一種抗菌膠體，其中更包含一陶瓷基材。
本發明提出一種抗菌膠體，其中此蛋白質成分的來源可為一動物或一植物，此還原性官能基可為S-H或N-H，此蛋白質可為酪蛋白，此酪蛋白的來源可為一動物奶類或一植物萃取液，此蛋白質之一濃度可為10克/升-30克/升。
本發明提出一種抗菌膠體，其中此抗菌膠體具有抑制一微生物生長或殺死一微生物的特性，其中此微生物可為細菌、病毒、真菌或原生蟲；且此細菌係選自由金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、綠膿桿菌(Pseudomonasaeruginosa)、多重抗藥型金黄色葡萄球菌(Methicillin-resistant staphylococcus aureus)、克雷伯氏鏈球菌(Klebsiella pneumoniae)及其組合所組成之群組。
本發明中所述之「抗菌」包含「抑菌」及「殺菌」。
本發明可應用之產業包括化粧品業、牙科材料業、生醫材料業及生醫製藥業，但不限於此。
本發明可應用之產品包括各式化妝品、抗菌傷口敷料、針對抗藥性細菌之抗菌傷口敷料、骨填充材料、抗菌性骨填充材料、抗異味口腔凝膠、抗異味口腔漱口水、抗異味口腔噴劑、牙齒貼片、牙科填充物、抗菌牙科填充物、抗菌抗敏感型牙膏、寵物保養口腔噴劑、寵物保養牙膏及寵物口腔異味噴劑，但不限於此。
習知技術中製備銀奈米粒子(AgNP)係以AgNO3為銀離子 源，其銀離子完全解離於溶液中，並非緩釋，其成核、成長速率無法自動停止，結果造成大小分布不均，穩定性不佳，易產生凝聚、沈積和析出現象。本發明中銀離子還原成原子及成核、成長為銀奈米粒子過程皆在包含蛋白質的介質中進行，且本發明之含銀陶瓷基材能夠緩釋銀離子。在製造方法中，蛋白質扮演還原劑及穩定劑的角色，具有促進銀離子生成以及限制銀奈米粒子成長的功能，不會造成粒子凝聚或奧斯瓦爾德熟化(Ostwald ripening)現象，可獲得粒徑均一、10nm以下之綠色合成銀奈米粒子膠體。此外，本發明之抗菌膠體內所含之蛋白質中有還原性官能基，可提升銀離子之釋放效果，因此能釋放更大量之銀離子。
另一方面，本發明製造方法中具有高溫熱處理的步驟，硝酸根離子於此步驟將會被移除。如前所述，硝酸根離子具有熱不穩定的特性並具有動物毒性，對人體亦有生殖毒性的疑慮。本發明之製造抗菌膠體的方法可去除硝酸根離子，因而具有穩定及安全的優勢。
實施例一
本實施例提出一種含銀之抗菌膠體，其製造方法及包含此膠體之系統；為了使本實施例的敘述更加詳盡與完備，可參照第1-11圖。本發明揭示一抗菌膠體，此膠體包含具有一小於10nm平均粒徑的複數個銀奈米粒子，具有一大於20ppm濃度的複數個銀離子，以及一至少包含一蛋白質成分的介質。若此膠體添加於一包含微生物的系統中，此等銀奈米粒子及銀離子會藉由破壞微生物細胞壁或活性氧化物質(reactive oxygen species，ROS)的形成而破壞微生物結構，以達到抑制微生物成長或殺死微生物的效果。
請參閱第1圖，本實施例提出一種含銀抗菌膠體的製造方法，其流程(10)包含先形成一具有多級孔結構(hierarchically meso-macroporous structure)的含銀陶瓷基材(MMCP-Ag)(11)以做為銀離子(Ag+)源，再藉由蛋白質活化法製備以形成一膠體。形成一具有多級孔結構的含銀陶瓷基材(11)的步驟包含提供並混合一組成此多級孔結構的陶瓷基材成分的原料或其前驅物，其中組成此陶瓷基材的原料或其前驅物至少包含矽成分和氧成分、一銀原料或其前驅物及一介孔模板形成劑，以形成一混合物；以溶膠-凝膠法(sol-gel technique)製備此混合物以形成一起始凝膠(gel)；提供一具有巨孔結構的立體支架模板；將此立體支架模板浸泡於此起始凝膠中至少一次；以及於400℃以上之溫度對浸泡過此起始凝膠的立體支架模板進行熱處理，以移除此立體支架模板及此介孔模板形成劑。其中，所述的陶瓷基材的原料或其前驅物為四乙氧基矽烷(Tetraethyl orthosilicate)；所述的銀原料或其前驅物可為硝酸銀(silver nitrate)；所述的介孔模板形成劑為熱可逆水膠(Pluronic F-127)；所述的具有巨孔結構的立體支架模板為多孔生物體的天然海綿或人工合成多孔體，例如聚氨酯發泡體(Polyurethane foam)或以3-D列印技術形成巨孔結構的聚乳酸(Polylactic acid)。其中，當組成陶瓷基材的原料或前驅物的莫耳數總和為M1、矽成分的莫耳數為MSi及銀原料或其前驅物的莫耳數為Mmetal時，MSi至少為M1的70%，Mmetal為M1的小於或等於10%。較佳地，Mmetal為M1的1%。所形成多級孔結構的含銀陶瓷基材包含一孔壁及複數個巨孔，此孔壁分隔此複數個巨孔，且此孔壁具有複數個介孔；其中孔壁由組成陶瓷基材的原料或其前驅物形成，複數個銀奈米粒子由銀原料或其前驅物形成，及複數 個銀奈米粒子限域於該複數個介孔至少其中之一且具有主動緩釋放效應。其中此銀奈米粒子的主動緩釋放效應為：室溫下在一親水性介質中銀奈米粒子在1小時內主動釋放其銀離子至少2ppm的一濃度，且持續釋放至少24小時。親水性介質選自生物體液、含水之溶液、酒精、人體血液、去離子水、微生物培養基及模擬體液之一。其中組成陶瓷基材的原料或其前驅物成分更包含磷、鈣或其組合。當然，各種適合多級孔結構成分或銀之原料及其前驅物均屬本發明的範疇，不限於此。蛋白質活化法製備步驟為提供一包含一蛋白質成分的介質(12)，其中此蛋白質成分須具有至少一還原性官能基，例如S-H、N-H等；本實施例使用一包含10克/升-30克/升酪蛋白(casein)的介質，其中酪蛋白的來源為動物的奶類或植物的萃取液。將含銀陶瓷基材與包含一蛋白質成分的介質攪拌混合(13)，步驟為將兩者混合並於35℃、160rpm震盪24小時，促使多級孔結構的含銀陶瓷基材所釋放的銀離子於介質中還原、成核、成長並再次形成銀奈米粒子(14)，以形成一包含平均粒徑小於10nm的銀奈米粒子和濃度大於20ppm(最大可達68ppm)的銀離子的含銀抗菌膠體(16)。於另一實施例，更可利用濾膜過濾所製備的抗菌膠體以移除多級孔結構的含銀陶瓷基材和其他雜質(15)。於另一實施例，包含一蛋白質成分的介質可為一包含檄樹葉萃取液的介質。當然，各種適合蛋白質活化法的包含一還原性官能基的介質均屬本發明的範疇，不限於此。製造方法的流程圖可參照第1圖。本實施例所提出的包含一銀奈米粒子成分的抗菌膠體製造方法和習知技術不同，因此所製造的抗菌膠體不包含硝酸根離子。
本實施例所製造的含銀抗菌膠體，其穿透式電子顯微鏡影像 圖如第2圖所示，其中包含的銀奈米粒子的粒徑範圍約為2nm-5nm，平均粒徑約為4nm且分佈均一。第3圖為本實施例所製造的含銀抗菌膠體經紫外光分光光度計的量測結果，其顯示波長位於413nm處具有一銀奈米粒子(AgNP)的表面電漿共振特徵吸收峰，驗證本實施例所提出的製造方法可成功合成AgNP。
另一實施例分別使用不同銀含量(2.5mg/mL、5mg/mL、10mg/mL、20mg/mL)的多級孔結構含銀陶瓷基材(SCNS)做為銀離子(Ag+)源，再藉由一包含酪蛋白的介質活化並形成一含銀抗菌膠體；使用感應耦合電漿質譜儀(inductively coupled plasma mass spectrometry，簡稱ICP-MS)量測並分析，結果如第4圖所示。由第4圖可知，其釋放的銀離子濃度分別為22.2ppm、22.5ppm、35.1ppm、68.1ppm，即SCNS的銀含量越高，釋放銀離子的效果越好。此銀離子濃度是目前以載銀生醫玻璃溶離法發表文獻所揭示的釋放銀離子極限濃度(5ppm)的4-13倍。
在另一實施例中，添加1mol%銀於一多級孔結構陶瓷基材中，使得此陶瓷基材之Si：Ca：P：Ag莫耳比為80：15：5：1。將多級孔結構含銀陶瓷基材(SCNS)做為銀離子(Ag+)源，再藉由一包含酪蛋白的介質為介質以活化形成一含銀抗菌膠體(Casein-SCNS)；並藉由時間抗菌試驗(time-killing curves test)以測得其對抗不同微生物的最小抑菌濃度(minimum inhibitory concentration，MIC)。本試驗為一內含微生物之親水性介質的環境或系統內(如：液態培養基)未添加及添加本實施例所形成的含銀抗菌膠體(Casein-SCNS)置於37℃培養特定時間後所形成的各組待測液，量測各組待測液的微生物數目；其中以量測一定量待測液之混濁度 (turbidity)並換算而得到微生物數目。待測液的混濁度以分光光度計(ELISA reader)測定其於波長600nm處的吸光值(OD值)而得；並以時間為橫軸，吸光值(OD600)為縱軸，繪出試驗微生物在此環境或系統中的成長曲線圖。試驗微生物的種類可為細菌、病毒、真菌或原生蟲，其中細菌可例如為多重抗藥型金黄色葡萄球菌(Methicillin-resistant staphylococcus aureus)，金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)，綠膿桿菌(Pseudomonasaeruginosa)，大腸桿菌(Escherichia coli)，放線桿菌(Aggregatibacter actinomycetemcomitans)，白色念珠菌(Candida albicans)，克雷伯氏鏈球菌(Klebsiella pneumoniae)及糞腸球菌(Enterococcus faecalis)等菌株。真菌可例如為黑黴菌(Aspergillus niger)菌株。液態培養基的條件為將含銀抗菌膠體(Casein-SCNS)分別以萃取液重量(mg)與各特定種類培養液，例如胰蛋白酶大豆肉湯(tryptic soy broth，TSB)體積(ml)比值5、10及20配置；置於37℃恆溫培養箱中以160rpm萃取24小時，以3000rpm離心5分鐘，吸取上層澄清液，此即為測試樣品的萃取液。分別將試驗微生物解凍後接種在各特定種類培養基(agar)上，再置於各特定溫度培養箱中培養一特定時間後，以無菌棉棒刮取菌株並接種於各無菌液態培養基中，使用濁度計量測待測菌液，將其濃度調至約1.5 x108CFU/ml(colony-forming units per milliliter)；加到已配製好測試材料萃取液的96孔微量滴定盤(96-well microtiter plate)中，每一孔菌液最後接種後濃度約為5×105CFU/ml。置於37℃培養，以分光光度計量測其吸光值，每1小時量測一次至24小時完成試驗並繪製時間抗菌試驗的成長曲線圖(time-kill curve)，以找出本實施例的含銀抗菌膠體對不同微生物的最小抑菌濃度 (minimum inhibitory concentration，MIC)；其中最小抑菌濃度(MIC)是指經過24小時的培養後，能使微生物的成長受到抑制並被觀察到的最小濃度。控制組條件為一內含各不同試驗菌株的液態培養基在未添加此含銀抗菌膠體的各組待測液，培養24小時。
本實施例所形成的含銀抗菌膠體(Casein-SCNS)對抗金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、綠膿桿菌(Pseudomonas aeruginosa)、多重抗藥性金黃色葡萄球菌(MRSA 33592、MRSA 49476、VISA 700698、VISA 700699)、克雷伯氏鏈球菌(Klebsiella pneumoniae,KP)的時間抗菌試驗結果如第5-11圖所示。
1.金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的時間抗菌試驗：
第5圖係添加本發明實施例一的含銀抗菌膠體(Casein-SCNS)於液態培養基中進行金黃色葡萄球菌時間抗菌試驗的成長曲線圖；其中液態培養基的條件為將分別以萃取液含銀抗菌膠體重量(mg)與特定種類培養液體積(ml)比值5、10及20配置。由第5圖得知：含銀抗菌膠體(Casein-SCNS)萃取液濃度在20mg/mL時，具有良好的抑制細菌成長效果。含銀抗菌膠體(Casein-SCNS)萃取液濃度在10mg/mL時抑制細菌成長效果有限，金黄色葡萄球菌在第10小時有成長的狀況；因此推定最小抑菌濃度(MIC)介於在10mg/mL和20mg/mL之間。含銀抗菌膠體(Casein-SCNS)萃取液濃度在5mg/mL時則不具抑制細菌成長效果。
2.綠膿桿菌(Pseudomonas aeruginosa)的時間抗菌試驗：
第6圖係添加本發明實施例一的含銀抗菌膠體 (Casein-SCNS)於液態培養基中進行綠膿桿菌時間抗菌試驗的成長曲線圖；其中液態培養基的條件為將分別以萃取液含銀抗菌膠體重量(mg)與特定種類培養液體積(ml)比值5、10及20配置。由第6圖得知：含銀抗菌膠體(Casein-SCNS)萃取液濃度在20mg/mL時，具有良好的抑制細菌成長效果。含銀抗菌膠體(Casein-SCNS)萃取液濃度在10mg/mL時抑制細菌成長效果有限，綠膿桿菌在第8小時有成長的狀況；因此推定最小抑菌濃度(MIC)介於在10mg/mL和20mg/mL之間。含銀抗菌膠體(Casein-SCNS)萃取液濃度在5mg/mL時則不具抑制細菌成長效果。
3.多重抗藥性金黃色葡萄球菌(MRSA 33592)的時間抗菌試驗：
第7圖係添加本發明實施例一的含銀抗菌膠體(Casein-SCNS)於液態培養基中進行多重抗藥性金黃色葡萄球菌(MRSA 33592)時間抗菌試驗的成長曲線圖；其中液態培養基的條件為將分別以萃取液含銀抗菌膠體重量(mg)與特定種類培養液體積(ml)比值5、10及20配置。由第7圖得知：含銀抗菌膠體(Casein-SCNS)萃取液濃度在10mg/mL、20mg/mL時，具有良好的抑制細菌成長效果。含銀抗菌膠體(Casein-SCNS)萃取液濃度在5mg/mL時抑制細菌成長效果有限，多重抗藥性金黃色葡萄球菌(MRSA 33592)在第3小時有成長的狀況；因此推定最小抑菌濃度(MIC)介於在5mg/mL和10mg/mL之間。
4.多重抗藥性金黃色葡萄球菌(MRSA 49476)的時間抗菌試驗：
第8圖係添加本發明實施例一的含銀抗菌膠體 (Casein-SCNS)於液態培養基中進行多重抗藥性金黃色葡萄球菌(MRSA 49476)時間抗菌試驗的成長曲線圖；其中液態培養基的條件為將分別以萃取液含銀抗菌膠體重量(mg)與特定種類培養液體積(ml)比值5、10及20配置。由第8圖得知：含銀抗菌膠體(Casein-SCNS)萃取液濃度在10mg/mL、20mg/mL時，具有良好的抑制細菌成長效果。含銀抗菌膠體(Casein-SCNS)萃取液濃度在5mg/mL時抑制細菌成長效果有限，多重抗藥性金黃色葡萄球菌(MRSA 49476)在第4小時有成長的狀況；因此推定最小抑菌濃度(MIC)介於在5mg/mL和10mg/mL之間。
5.多重抗藥性金黃色葡萄球菌(VISA 700698)的時間抗菌試驗：
第9圖係添加本發明實施例一的含銀抗菌膠體(Casein-SCNS)於液態培養基中進行多重抗藥性金黃色葡萄球菌(VISA 700698)時間抗菌試驗的成長曲線圖；其中液態培養基的條件為將分別以萃取液含銀抗菌膠體重量(mg)與特定種類培養液體積(ml)比值5、10及20配置。由第9圖得知：含銀抗菌膠體(Casein-SCNS)萃取液濃度在10mg/mL、20mg/mL時，具有良好的抑制細菌成長效果。含銀抗菌膠體(Casein-SCNS)萃取液濃度在5mg/mL時抑制細菌成長效果有限，多重抗藥性金黃色葡萄球菌(VISA 700698)在第5小時有成長的狀況；因此推定最小抑菌濃度(MIC)介於在5mg/mL和10mg/mL之間。
6.多重抗藥性金黃色葡萄球菌(VISA 700699)的時間抗菌試驗：
第10圖係添加本發明實施例一的含銀抗菌膠體(Casein-SCNS)於液態培養基中進行多重抗藥性金黃色葡萄球菌(VISA 700699)時間抗菌試驗的成長曲線圖；其中液態培養基的條件為將分別以萃取液含銀抗菌膠體重量(mg)與特定種類培養液體積(ml)比值5、10及20配置。由第10圖得知：含銀抗菌膠體(Casein-SCNS)萃取液濃度在10mg/mL、20mg/mL時，具有良好的抑制細菌成長效果。含銀抗菌膠體(Casein-SCNS)萃取液濃度在5mg/mL時抑制細菌成長效果有限，多重抗藥性金黃色葡萄球菌(VISA 700699)在第7小時有成長的狀況；因此推定最小抑菌濃度(MIC)介於在5mg/mL和10mg/mL之間。
7.克雷伯氏鏈球菌(Klebsiella pneumoniae,KP)的時間抗菌試驗：第11圖係添加本發明實施例一的含銀抗菌膠體(Casein-SCNS)於液態培養基中進行克雷伯氏鏈球菌時間抗菌試驗的成長曲線圖；其中液態培養基的條件為將分別以萃取液含銀抗菌膠體重量(mg)與特定種類培養液體積(ml)比值5、10及20配置。由第11圖得知：含銀抗菌膠體(Casein-SCNS)萃取液濃度在10mg/mL、20mg/mL時，具有良好的抑制細菌成長效果。含銀抗菌膠體(Casein-SCNS)萃取液濃度在5mg/mL時抑制細菌成長效果有限，克雷伯氏鏈球菌在第6小時有成長的狀況；因此推定最小抑菌濃度(MIC)介於在5mg/mL和10mg/mL之間。
結論：本發明實施例一的含銀抗菌膠體(Casein-SCNS)對於上述試驗微生物皆具有抑制其成長的效果，尤其針對多重抗藥性金黃色葡萄球菌和克雷伯氏鏈球菌的抑制效果更佳。其原因為含銀抗菌膠體(Casein-SCNS)包含一具有小於10奈米平均粒徑的銀奈米粒子和一具有大於 20ppm濃度的銀離子；此等銀奈米粒子及游離的銀離子會藉由破壞微生物細胞壁或活性氧化物質之形成而破壞微生物結構，以達到抑制微生物成長或殺死微生物的效果。
實施例二
本實施例提出一種含銀之抗菌膠體、其製造方法及包含此膠體之系統；為了使本實施例的敘述更加詳盡與完備，可參照表1-2。本發明揭示一抗菌膠體，此膠體包含一具有小於10nm平均粒徑的銀奈米粒子、一具有大於20ppm濃度的銀離子、以及一至少包含一蛋白質成分的介質。本實施例所提出之製造包含一銀奈米粒子之抗菌膠體的方法與實施例一相同。
本實施例所製造的含銀抗菌膠體(Green mediated AgNP試劑)與生物活性劑(以慶大黴素Gentamicin為例)進行協同抑菌試驗，以分率抑菌濃度(fractional inhibitory concentration,FIC)指數做為是否具有協同作用的參考指標。協同作用是兩種或兩種以上的物質相互混合後，其總體效果大於每一種物質單獨使用的優點或小於每一種物質單獨使用的缺點的現象。協同抑菌試驗係藉由棋盤格殺菌試驗(checkerboard test)分別以K.pneumoniae 700623和K.pneumoniae BAA-1705做為實驗菌株。首先分別將生物活性劑Gentamicin稀釋到160μg.mL-1-640μg.mL-1，使用微生物培養基(MHB)以兩倍序列稀釋方式橫向加入50μL Gentamicin到96孔微量盤中。兩倍序列稀釋，對K.pneumoniae 700623使用的抗生素濃度範圍為1.25μg.mL-1~40μg.mL-1；對K.pneumoniae BAA1705使用的抗生素濃度範圍為5μg.mL-1~160μg.mL-1。使用以TSB培養基萃取的Green mediated AgNP試劑 萃取液，重複上述操作步驟，將其濃度稀釋到10mg.mL-1，使用MHB以兩倍序列稀釋方式縱向加入50μL Green mediated AgNP試劑到96孔微量盤中，接著兩倍序列稀釋六次，濃度範圍為0.31mg.mL-1~10mg.mL-1。將菌液以濁度0.5 Mcfarland做為定量標準(0.5 Mcfarland=108CFU/mL)，接著稀釋菌液濃度至5x105CFU/mL，加入100μL的稀釋菌液至96孔微量盤中。最後將96孔微量盤置於37℃培養箱培養18-24小時，判讀K.pneumoniae 700623和K.pneumoniae BAA-1705在Gentamicin與Mediated AgNP試劑不同濃度中合併使用的抑菌效果。
根據臨床與實驗室標準協會(CLSI)標準，當FIC指數值小於或等於0.5時，表示其有協同作用(synergisy)；當FIC指數值介於0.5-2時，表示其為無效性作用(indifference)；而當FIC指數值大於2時，表示其為拮抗性作用(antagonism)。FIC指數算式如下：FIC=FICA+FICB
FICA=合併使用時A的MIC濃度/單獨使用時A的MIC濃度
FICB=合併使用時B的MIC濃度/單獨使用時B的MIC濃度
1. K.pneumoniae 700623的協同作用評估(本實驗至少三重覆)：由吸光值數值判定細菌的生長與否，實驗結果如表1所示。判讀出對於K.pneumoniae 700623，單獨使用Gentamicin的MIC為40μg.mL-1，以MICG標示；單獨使用Mediated AgNP試劑的MIC為2.5mg.mL-1，以MICM標示。當合併使用時，Gentamicin的濃度為5μg.mL-1；Mediated AgNP試劑的濃度為0.63mg.mL-1，分別以G-MIC-com和M-MIC-com標示。 經過分率抑菌濃度(FIC)指數算式計算得出0.377，且經過塗盤24小時後，證實K.pneumoniae 700623不會生長。其FIC指數值小於0.5，表示當Gentamicin與Mediated AgNP試劑合併使用時具有協同作用(synergisy)。
Figure 108111403-A0305-02-0023-1
2. K.pneumoniae BAA-1705的協同作用評估(本實驗至少三重覆)：由吸光值數值判定細菌的生長與否，實驗結果如表2所示。判讀出對於K.pneumoniae BAA-1705，單獨使用Gentamicin的MIC為40μg.mL-1，以MICG標示；單獨使用Mediated AgNP試劑的MIC為5mg.mL-1，以MICM標示。當合併使用時，Gentamicin的濃度為10μg.mL-1；Mediated AgNP試劑的濃度為0.63mg.mL-1，分別以G-MIC-com和M-MIC-com標示。經過分率抑菌濃度(FIC)指數算式計算後得出0.376，且經過塗盤24小時後，證實K.pneumoniae BAA-1705不會生長。其FIC指數值小於0.5，表示當Gentamicin與Mediated AgNP試劑合併使用時具有協同作用(synergisy)。
Figure 108111403-A0101-12-0022-2
另一實施例的生物活性劑可選自抗微生物劑、抗病毒劑、抗腫瘤劑、抗炎劑、止痛劑、麻醉劑、及組織再生劑的其中之一或其任意組合。
結論：本發明實施例二的含銀抗菌膠體和慶大黴素進行協同抑菌試驗，其FIC指數值小於0.5，表示當二者合併使用時具有協同作用(synergisy)，可大幅降低慶大黴素使用濃度，以達到其預定抑制致病菌的功效和降低使用時的副作用。
實施例
1.一種抗菌膠體的製造方法，包含：提供並混合組成一陶瓷基材的原料或其前驅物、一金屬原料或其前驅物以及一介孔模板形成劑，以形成一混合物，其中組成此陶瓷基材的原料或其前驅物至少包含矽成分和氧成分；以溶膠-凝膠法製備此混合物形成一起始凝膠；提供一立體支架模板，其中此立體支架模板具有一巨孔結構；將此立體支架模板浸泡於此起始凝膠中至少一次； 藉由於400℃以上之溫度對浸泡完成此起始凝膠的此立體支架模板進行一熱處理以形成此陶瓷基材，其中此陶瓷基材具有一多級孔結構，且一第一金屬奈米粒子限域於此多級孔結構並具有一主動緩釋放效應；提供一介質，其中此介質至少包含具有一還原性官能基的一蛋白質成分；以及藉由將此介質與此陶瓷基材混合並振盪，使此第一金屬奈米粒子的此主動緩釋放效應作用以主動緩釋放複數個金屬離子，此等金屬離子的一部分被此蛋白質成分還原而成核、成長並形成複數個第二金屬奈米粒子，以形成此抗菌膠體；且以此製造方法所獲得的此抗菌膠體包含此等第二金屬奈米粒子、此等金屬離子以及此介質，其中此等第二金屬奈米粒子具有小於10nm的一平均粒徑，此等金屬離子具有大於20ppm的一濃度，且不包含硝酸根離子。
2.如實施例1所述的製造方法，更包含：提供一濾膜過濾此抗菌膠體以移除此陶瓷基材及一雜質。
3.如實施例1-2所述的製造方法，其中此多級孔結構包含一孔壁及複數個巨孔，此孔壁分隔此複數個巨孔，且此孔壁具有複數個介孔。
4.如實施例1-3所述的製造方法，其中此孔壁由組成此陶瓷材料的原料或其前驅物形成，此第一金屬奈米粒子由此金屬原料或其前驅物形成。
5.如實施例1-4所述的製造方法，其中此熱處理移除此介孔模板形成劑及此立體支架模板，且此巨孔結構提供移除此介孔模板形成劑及此立體支架模板時所需的通道。
6.如實施例1-5所述的製造方法，其中此蛋白質成分為酪蛋白。
7.如實施例1-6所述的製造方法，其中此酪蛋白的來源為一動物奶類或一植物萃取液。
8.如實施例1-7所述的製造方法，其中此酪蛋白具有10克/升至30克/升的一濃度。
9.如實施例1-8所述的製造方法，其中當此組成陶瓷基材的原料或前驅物的莫耳數總和為M1、此矽成分的莫耳數為MSi及此金屬原料或其前驅物的莫耳數為Mmetal時，MSi至少為M1的70%，Mmetal為M1的小於或等於10%。
10.如實施例1-9所述的製造方法，其中Mmetal為M1的1%。
11.如實施例1-10所述的製造方法，其中此金屬選自金、銀、鍶、鋅、銅及鐵之一種或多種組合。
12.如實施例1-11所述的製造方法，其中此抗菌膠體具有抑制一微生物生長或殺死一微生物的特性，且此微生物係選自由金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、綠膿桿菌(Pseudomonasaeruginosa)、多重抗藥型金黄色葡萄球菌(Methicillin-resistant staphylococcus aureus)、克雷伯氏鏈球菌(Klebsiella pneumoniae)及其組合所組成之群組。
13.如實施例1-12所述的製造方法，其中此等第二金屬奈米粒子之一粒徑範圍為2nm-5nm。
14.如實施例1-13所述的製造方法，其中此陶瓷基材的原料或其前驅物為四乙氧基矽烷，此金屬原料或其前驅物為硝酸銀、硝酸氫金、硝酸鋅、硝酸銅、硝酸鐵、硝酸鍶，以及此介孔模板形成劑為熱可逆水膠(Pluronic F-127)。
15.如實施例1-14所述的製造方法，其中具有此巨孔結構的此立體支架模板為一多孔生物體或一人工合成多孔體。
16.如實施例1-15所述的製造方法，其中此多孔生物體為一天然海綿，此人 工合成多孔體為一聚氨酯發泡體或一聚乳酸巨孔結構體。
17.如實施例1-16所述的製造方法，其中此振盪的條件為在35℃下以160rpm振盪24小時。
18.如實施例1-17所述的製造方法，其中此還原性官能基為S-H或N-H。
19.一種包含一微生物的系統，其中此微生物在一第一狀態中具有一第一數量A1菌落形成單位(CFU)，在添加一抗菌膠體於此系統中並經過一特定時間後的一第二狀態中此微生物具有一第二數量A2 CFU，且此抗菌膠體包含：複數個金屬奈米粒子，其中此等金屬奈米粒子具有小於10nm的一平均粒徑；複數個金屬離子，其中此等金屬離子具有大於20ppm的一濃度；以及一介質，其中此介質包含具有至少一還原性官能基的一蛋白質成分；且此抗菌膠體不包含硝酸根離子；(A1-A2)/A1大於或等於0.5。
20.如實施例19所述的包含一微生物的系統，其中此微生物係選自由金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、綠膿桿菌(Pseudomonasaeruginosa)、多重抗藥型金黄色葡萄球菌(Methicillin-resistant staphylococcus aureus)、克雷伯氏鏈球菌(Klebsiella pneumoniae)及其組合所組成之群組。
21.如實施例19-20所述的包含一微生物的系統，其中此等金屬奈米粒子之一粒徑範圍為2nm-5nm。
22.如實施例19-21所述的包含一微生物的系統，其中此蛋白質具有一還原性官能基。
23.如實施例19-22所述的包含一微生物的系統，其中此還原性官能基為S-H或N-H。
24.如實施例19-23所述的包含一微生物的系統，其中此蛋白質為酪蛋白。
25.如實施例19-24所述的包含一微生物的系統，其中此蛋白質之一濃度為10克/升-30克/升。
26.如實施例19-25所述的系統，其中該系統為生物細胞、生物組織、生物器官、化粧品、藥物、醫療器具或生醫材料。
27.一種包含一微生物的系統，其中添加一生物活性劑及一抗菌膠體於此系統中且經過一特定時間後產生一抗微生物作用，此系統具有一分率抑菌濃度(FIC)指數，且此抗菌膠體包含：複數個金屬奈米粒子，其中此等金屬奈米粒子具有小於10nm的一平均粒徑；複數個金屬離子，其中此等金屬離子具有大於20ppm的一濃度；以及一介質，其中此介質至少包含具有一還原性官能基的一蛋白質成分；其中此抗菌膠體不包含硝酸根離子，且此FIC指數小於或等於0.5。
28.如實施例27所述的包含一微生物的系統，其中此生物活性劑為慶大黴素(Gentamicin)。
29.如實施例27-28所述的包含一微生物的系統，其中此微生物係選自由金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、綠膿桿菌(Pseudomonasaeruginosa)、多重抗藥型金黄色葡萄球菌(Methicillin-resistant staphylococcus aureus)、克雷伯氏鏈球菌(Klebsiella pneumoniae)及其組合所組成之群組。
30.如實施例27-29所述之包含一微生物的系統，其中此等金屬奈米粒子之一粒徑範圍為2nm-5nm。
31.如實施例27-30所述之包含一微生物的系統，其中此還原性官能基為S-H或N-H。
32.如實施例27-31所述之包含一微生物的系統，其中此蛋白質為酪蛋白。
33.如實施例27-32所述之包含一微生物的系統，其中此蛋白質之一濃度為10克/升-30克/升。
34.一種抗菌膠體，包含：複數個金屬奈米粒子，其中此等金屬奈米粒子具有小於10nm的一平均粒徑；複數個金屬離子，其中此等金屬離子具有大於20ppm的一濃度；以及一介質，其中此介質包含具有至少一還原性官能基的一蛋白質成分；且此抗菌膠體不包含硝酸根離子。
35.如實施例34所述的抗菌膠體，其中更包含一陶瓷基材。
36.如實施例34-35所述的抗菌膠體，其中此蛋白質成分的來源為一動物或一植物。
37.如實施例34-36所述的抗菌膠體，其中此蛋白質成分為酪蛋白。
38.如實施例34-37所述的抗菌膠體，其中此酪蛋白的來源為一動物奶類或一植物萃取液。
39.如實施例34-38所述的抗菌膠體，其中此酪蛋白具有10克/升至30克/ 升的一濃度。
40.如實施例34-39所述的抗菌膠體，其中此等金屬離子具有大於40ppm的一濃度。
41.如實施例34-40所述之抗菌膠體，其中此等金屬奈米粒子之一粒徑範圍為2nm-5nm。
42.如實施例34-41所述之抗菌膠體，其中此抗菌膠體具有抑制一微生物生長或殺死一微生物的特性，且此微生物係選自由金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、綠膿桿菌(Pseudomonasaeruginosa)、多重抗藥型金黄色葡萄球菌(Methicillin-resistant staphylococcus aureus)、克雷伯氏鏈球菌(Klebsiella pneumoniae)及其組合所組成之群組。
43.如實施例34-42所述之抗菌膠體，其中此還原性官能基為S-H或N-H。
10:含銀抗菌膠體之製造方法流程
11:形成一具有多級孔結構的含銀陶瓷基材
12:提供包含一蛋白質成分的介質
13:攪拌混合
14:銀奈米粒子於介質中成核成長
15:使用濾膜移除多級孔結構含銀陶瓷基材和雜質
16:含銀抗菌膠體

Claims (17)

  1. 一種不含硝酸根離子的抗菌膠體的製造方法，包含：提供並混合組成一陶瓷基材的原料或其前驅物、一銀原料或其前驅物以及一介孔模板形成劑，以形成一混合物，其中組成該陶瓷基材的原料或其前驅物至少包含矽成分和氧成分；以溶膠-凝膠法製備該混合物形成一起始凝膠；提供一立體支架模板，其中該立體支架模板具有一巨孔結構；將該立體支架模板浸泡於該起始凝膠中至少一次；藉由於400℃以上的溫度對浸泡完成該起始凝膠的該立體支架模板進行一熱處理以形成該陶瓷基材，其中該陶瓷基材具有一多級孔結構，且一第一銀奈米粒子限域於該多級孔結構並具有一主動緩釋放效應；提供一介質，其中該介質包含具有一S-H或N-H官能基且具有一10克/升至30克/升濃度的一蛋白質成分；藉由蛋白質活化法將該介質與該陶瓷基材混合並振盪，使該第一銀奈米粒子的該主動緩釋放效應作用以主動緩釋放複數個銀離子，該等銀離子的一部分被該蛋白質成分還原而成核、成長並形成複數個第二銀奈米粒子；以及提供一濾膜過濾移除該陶瓷基材以形成該抗菌膠體；並且以該製造方法所獲得的該抗菌膠體包含該等第二銀奈米粒子、該等銀離子以及該介質，其中該等第二銀奈米粒子具有小於10nm的一平均粒徑，該等銀離子具有大於20ppm的一濃度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的製造方法，其中該蛋白質成分具有促進該等銀離子生成及限制該等第二銀奈米粒子成長的功能，不會造成粒子凝聚或奧斯瓦爾德熟化(Ostwald ripening)現象。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的製造方法，其中該多級孔結構包含一孔壁及複數個巨孔，該孔壁分隔該複數個巨孔，且該孔壁具有複數個介孔。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的製造方法，其中該孔壁由組成該陶瓷材料的原料或其前驅物形成，該第一銀奈米粒子由該銀原料或其前驅物形成。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的製造方法，其中該熱處理移除該介孔模板形成劑及該立體支架模板，且該巨孔結構提供移除該介孔模板形成劑及該立體支架模板時所需的通道。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的製造方法，其中該蛋白質成分為酪蛋白。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的製造方法，其中該酪蛋白的來源為一動物奶類或一植物萃取液。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的製造方法，其中當該組成陶瓷基材的原料或前驅物的莫耳數總和為M1、該矽成分的莫耳數為MSi及該銀原料或其前驅物的莫耳數為MAg時，MSi至少為M1的70%，MAg為M1的小於或等於10%。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的製造方法，其中MAg為M1的1%。
  10. 一種包含一微生物的系統，其中該微生物在一第一狀態中具有一第一數量A1菌落形成單位(CFU)，在添加一不包含硝酸根離子的抗菌膠體於該系統中並經過一特定時間後的一第二狀態中該微生物具有一第二數量A2 CFU，且該抗菌膠體包含：複數個銀奈米粒子，其中該等銀奈米粒子具有小於10nm的一平均粒徑；複數個銀離子，其中該等銀離子具有大於20ppm的一濃度；以及一介質，其中該介質包含具有一S-H或N-H官能基的一蛋白質成分；且 (A1-A2)/A1大於或等於0.5。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的系統，其中該系統為生物細胞、生物組織、生物器官、化粧品、藥物、醫療器具或生醫材料。
  12. 一種不包含硝酸根離子的抗菌膠體，包含：複數個銀奈米粒子，其中該等銀奈米粒子具有小於10nm的一平均粒徑；複數個銀離子，其中該等銀離子具有大於20ppm的一濃度；以及一介質，其中該介質包含具有一S-H或N-H官能基的一蛋白質成分。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的抗菌膠體，其中該蛋白質成分的來源為一動物或一植物。
  14. 如申請專利範圍第12項所述的抗菌膠體，其中該蛋白質成分為酪蛋白。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的抗菌膠體，其中該酪蛋白的來源為一動物奶類或一植物萃取液。
  16. 如申請專利範圍第14項所述的抗菌膠體，其中該酪蛋白具有10克/升至30克/升的一濃度。
  17. 如申請專利範圍第12項所述的抗菌膠體，其中該銀離子具有大於40ppm的一濃度。
TW108111403A 2019-03-29 2019-03-29 抗菌膠體、其製造方法及包含此抗菌膠體之系統 TWI782199B (zh)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW108111403A TWI782199B (zh) 2019-03-29 2019-03-29 抗菌膠體、其製造方法及包含此抗菌膠體之系統
US16/546,400 US20200306185A1 (en) 2019-03-29 2019-08-21 Antibacterial colloid and method for manufacturing the same
JP2020055941A JP6987407B2 (ja) 2019-03-29 2020-03-26 抗菌性コロイド及びその製造方法
EP20166237.6A EP3714692A1 (en) 2019-03-29 2020-03-27 Antibacterial colloid and method for manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW108111403A TWI782199B (zh) 2019-03-29 2019-03-29 抗菌膠體、其製造方法及包含此抗菌膠體之系統

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202034964A TW202034964A (zh) 2020-10-01
TWI782199B true TWI782199B (zh) 2022-11-01

Family

ID=70056894

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW108111403A TWI782199B (zh) 2019-03-29 2019-03-29 抗菌膠體、其製造方法及包含此抗菌膠體之系統

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20200306185A1 (zh)
EP (1) EP3714692A1 (zh)
JP (1) JP6987407B2 (zh)
TW (1) TWI782199B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI803034B (zh) * 2021-10-29 2023-05-21 水星生醫股份有限公司 口服藥錠製造設備及其製造方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201904912A (zh) * 2017-06-23 2019-02-01 高雄醫學大學 具有主動緩釋放效應之陶瓷材料，其製造方法及包含此陶瓷材料之系統

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5248772A (en) * 1992-01-29 1993-09-28 Coulter Corporation Formation of colloidal metal dispersions using aminodextrans as reductants and protective agents
JPH08325467A (ja) * 1995-05-29 1996-12-10 Isamu Toryo Kk 抗菌性被覆用エアゾール組成物
JP2000016907A (ja) * 1998-06-29 2000-01-18 Catalysts & Chem Ind Co Ltd ゼリー状抗菌剤およびその製造方法
CA2550581C (en) * 2003-12-19 2013-04-16 The University Of Melbourne Antimicrobial composition comprising a peptide derived from k-casein and a divalent cation
RU2395540C2 (ru) * 2008-10-13 2010-07-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ставропольский государственный университет Способ получения композиций, подвергающихся биодеструкции, на основе простого эфира целлюлозы
US20120021034A1 (en) * 2008-12-19 2012-01-26 The Regents Of The University Of California Structured silver-mesoporous silica nanoparticles having antimicrobial activity
TW201041510A (en) * 2009-04-30 2010-12-01 Dow Agrosciences Llc Pesticide compositions exhibiting enhanced activity
RU2602741C2 (ru) * 2015-03-23 2016-11-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Способ получения водорастворимой композиции наночастиц серебра

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201904912A (zh) * 2017-06-23 2019-02-01 高雄醫學大學 具有主動緩釋放效應之陶瓷材料，其製造方法及包含此陶瓷材料之系統

Also Published As

Publication number Publication date
EP3714692A1 (en) 2020-09-30
JP6987407B2 (ja) 2022-01-05
TW202034964A (zh) 2020-10-01
US20200306185A1 (en) 2020-10-01
JP2020164857A (ja) 2020-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kurtuldu et al. Cerium and gallium containing mesoporous bioactive glass nanoparticles for bone regeneration: Bioactivity, biocompatibility and antibacterial activity
CN101999412B (zh) 一种纳米银溶液及其制备方法
AU2005251570B2 (en) Anti-microbial activity of biologically stabilized silver nano particles
Govindasamy et al. Compositions and antimicrobial properties of binary ZnO–CuO nanocomposites encapsulated calcium and carbon from Calotropis gigantea targeted for skin pathogens
RU2330673C1 (ru) Способ получения антимикробного препарата
EA030761B1 (ru) Способ получения противомикробной дисперсной композиции
US11206833B2 (en) Ceramic material having a positive slow release effect, method for manufacturing the same, and system comprising the same
US20120052105A1 (en) Nanostructural composition of biocide and process of obtaining nanostructural biocide nanocomposition
EP2488034A1 (en) Antiseptic ointment comprising bentonite intercalated with silver, copper or zinc for external application
TWI782199B (zh) 抗菌膠體、其製造方法及包含此抗菌膠體之系統
Behera et al. Biomedical applications of silver nanoparticles
Rezaee et al. Tannic acid-coated zeolite Y nanoparticles as novel drug nanocarrier with controlled release behavior and anti-protozoan activity against Trichomonas gallinae
SA113340765B1 (ar) منتجات للعناية بالفم ذات فعالية تحفيز ضوئي
US20120282161A1 (en) Process for preparing biocides
WO2011045623A1 (en) Titanium dioxide nanostructured materials comprising silver and their use as antimicrobials
Kumar et al. Synthesis of mesoporous SBA-16 and SBA-16/ZnO2 nano-composite thin film for anti-biofilm application
EP2170081B1 (en) Antimicrobial compositions
RU2426558C1 (ru) Раневая повязка с антимикробными свойствами
CN102440982B (zh) 醋酸洗必泰-铜/蒙脱土纳米抗菌复合材料及其制备方法
Govindasamy et al. Calcination temperatures, compositions and antimicrobial properties of heterostructural ZnO–CuO nanocomposites from Calotropis gigantea targeted for skin ulcer pathogens
Kapuścińska et al. Silver nanoparticles as a challenge for modern cosmetology and pharmacology
KR100626407B1 (ko) 졸-겔법을 이용한 은 담지 하이드록시아파타이트의제조방법
Sekar et al. Smart Nanomaterials for Antiseptic Application
WO2020087288A1 (zh) 具有协同作用的生物医用材料，其制造方法及包括此生物医用材料的***
CN115520905A (zh) MoS2/CoS2异质结构纳米酶的制备方法及其应用