نانو ذرات نقره و کاربرد آن

 

نقره عنصر سفید و براق فلزی می باشد و در موقعیت چهل و هفتم جدول تناوبی قرار گرفته و با نماد Ag که از کلمه Argentum می آید، نشان داده می شود ، نقره خالص دارای بالاترین هدایت الکتریکی و گرمایی در بین تمامی عناصر می باشد که همراه با طلا، از عناصر کمیاب و گرانبها هستند . نقره به طور گسترده ای در تاریخ بشر برای هزاران سال به کار برده شده است . نقره قادر به از بین بردن انواع میکرو ارگانیسم های بیماریزا می باشد . از جمله کاربردهای نقره می توان به جواهرات ، ابزار آشپزخانه ،  آلیاژهای دندانی ، عکاسی و غیره اشاره کرد . در میان کاربردهای بسیار زیاد نقره ، استفاده از خاصیت ضد عفونی کنندگی آن برای مقاصد بهداشتی و پزشکی قابل توجه و اهمیت می باشد .

( تذکر : بعضی افراد فلز نقره Ag را با فلز سمی جیوه که با Aj نشان داده میشود اشتباه میگیرند )

 

 

 

 

پودر نقره به نظر هیپوکراتیس (Hippocrates) پدر علم پزشکی نوین ، دارای اثرات شفادهندگی و ضد مریضی بوده و در لیست درمانی برای زخم ها قرار داشت . ترکیبات نقره به مقدار زیادی در کاربردهای پزشکی داخل شده و ترکیبات نقره سلاح اصلی در مقابل زخم های عفونی در جنگ جهانی اول بود تا اینکه آنتی بیوتیک ها تولید شدند . در سال 1884 پزشکان متخصص آلمانی محلول چشمی یک درصد نیترات نقره را برای جلوگیری از Gonococcal Ophthalmia Neonatorum معرفی نمودند که گفته می شود اولین مقاله علمی مستند برای کاربردهای پزشکی نقره می باشد . به علاوه استفاده از کرم های سولفادی آدین نقره برای مصارف ضد باکتریایی است که به طور گسترده ای برای زخم ها و سوختگی های شدید استفاده می شود .

داستان خاصیت ضد میکروبی نقره داستانی معاصر نیست بلکه این خاصیت از دیرباز شناخته شده بوده و بکار می رفته است برای مثال در جنگها جهت ترمیم زخمهای سربازان روی زخم ، سکه ای از جنس نقره قرار میدادند و سپس محل زخم را می بستند و یا برای نگهداری مواد غذایی (شیر) از ظروف نقره ای استفاده می شده و علت شیوع نیافتن بیماریهای مسری در مناطق اعیان نشین را به ظروف نقره نسبت میدهند و یا استفاده از نقره جهت ساخت ضریح ائمه و سفارش فراوان دین اسلام به استفاده از انگشتر نقره .

 

 

 

 

 

 

 

 

امروزه با فن آوری نانو توانسنه ایم نقره فلزی را به شکل ذراتی با سایز کمتر از 100 نانومتر به وجود آوریم که آن ها را نانو ذرات نقره یا نانو نقره می نامند. این ذرات خواص  فیزیکوشیمیایی و فعالیت های بیولوژیکی ویژه ائی از خود نشان می دهند. فن آوری نانو سیلور باعث بوجود آمدن انقلابی شگرف در مواد آنتی باکتریالی است که دارای مزایای بسیار زیادی نسبت به مواد شیمیایی میباشد .  با انجام فعالیت های تحقیقاتی وسیع، به کار بردن نانو نقره به ویژه در حوزه سلامت به صورت گسترده ای گسترش یافته است. با توجه به گزارش های تحقیقاتی ، نانو نقره به عنوان یکی از مقوله های تولید که به سرعت در بازار و صنعت نانوتکنولوژی رشد می کند نمایان شده است و فعالیت آنتی باکتریالی قوی ، جهت گیری اصلی برای گسترش محصولات نانونقره می باشد .

 

 

 

 

گستره وسیعی از این محصولات در بازار وجود دارد به عنوان مثال در زمینه پزشکی پوشش روی زخم ( اسپری ، سرم ، پماد ، ژل ) ابزارهای جراحی و پروتزهای استخوان با نانونقره پوشش داده می شوند. در زندگی روزمره مشتری ها ممکن است از اسپری های حاوی نانونقره، شوینده های لباس، خالص سازی آب و رنگ دیوار حاوی نانونقره استفاده کنند. نانو نقره همچنین در نساجی برای تهیه لباس، لباس های زیر آنتی باکتریال و جوراب ضد بو و دیابتیک وارد شده است . لوازم خانگی و ماشین های لباس شویی ای وجود دارند که با تکنولوژی نانو نقره کار می کنند. تخمین زده شده است که در بخش پزشکی و حفظ سلامت ، از میان تمام مواد نانویی، کاربرد نانونقره در بالاترین درجه تجاری شدن قرار دارد.

دانشمندان مکانیسم های متفاوتی را برای تبیین اثرگذاری نقره بر میکروبها یافته اند. به دلیل همین تعدد مکانیسم ها است که میکروبها نمیتوانند نسبت به نقره سازگار شوند و یا مقاومت پیدا کنند.

امروزه به مدد فناوری نانو ساخت ذرات نقره در ابعاد نانو میسر گشته است  ذرات نانو نقره به ما این امکان را میدهند که با کمترین غلظت خاصیت ضد میکروبی بسیار قوی را از فلز نقره شاهد باشیم.

تحقیقات متنوعی بروی انواع میکروبها و قارچها و ویروسها جهت اثرگذاری ذرات نانو نقره صورت گرفته است و تا کنون بیش از 650 نوع میکروب اثر پذیر شناخته شده اند که از آن جمله می توان حتی به ویروس ایدز و انواع ویروس آنفولانزا نیز اشاره کرد .

 

 

 

 

 

 

 مکانیزم های کلی برای عملکرد نانونقره

 

1. نانو ذرات نقره پتانسیل غشایی پلاسما را ناپایدار می کند که نتیجه آن کاهش سطح ATP (آدنوزین تری فسفات) درون سلول می باشد. این عمل با هدف قرار دادن غشاء سلول باکتری انجام می شود و باعث مرگ باکتری می گردد.

2. بار کلی سلول های باکتری در PH بیولوژیکی منفی می باشد، چون در این ساختار گروه های اسیدی زیادی وجود دارند که تفکیک آنها باعث می شود دیواره سلولی بار منفی به خود بگیرد. اختلاف بار باکتری ها و نانو ذرات باعث چسبندگی و افت فعالیت های زیستی، ناشی از نیروهای جاذبه الکترواستاتیکی است.

3. نانو ذرات نقره موجب از هم گسستن اجزای ممانعت کننده موجود در غشاء خارجی باکتری می شود که باعث آزاد شدن تصاعدی مولکول هایی نظیر LPS (لیپو پلی ساکارید) و پورین ها از غشاء سیتو پلاسمی می شود.

4. اتصال نقره به گروه های عاملی پروتئین ها و ایجاد پیوند با آنها، باعث از بین رفتن خواص اصلی (Denaturation) پروتئین ها می شود.

5. نانو نقره فقط به سطح غشاء سلولی نمی چسبد بلکه به درون سلول ها هم نفوذ می کند. نانو نقره پس از نفوذ به داخل سلول باکتری آنزیم های آن را غیر فعال کرده و با تولید هیدروژن پراکسید باعث مرگ باکتری می شود.

6. نانو ذرات نقره بعداز چسبیدن به سطح غشاء سلولی، سیستم تنفسی رابه صورت بر هم کنش آنزیم بازنجیره تنفسی باکتری با Agتخریب میکنند.

7. Ag با گروه های تیولی آنزیم های حیاتی واکنش داده و آنها را غیر فعال می کند. همچنین DNA باکتری، توانایی تکثیر خود را زمانی که تحت نانو  ذرات نقره قرار دارد از دست می دهد.

8. نانو نقره تحرک پروتون در غشاء را از بین می برد. این نتایج همچنین با کاهش شدید پتاسیم درون سلولی که تحت تاثیر نانو نقره قرار دارد انجام می شود.

 

 


مزایای فن آوری نانو سیلور :

 

1- غیر سمی

2- غیر شیمیائی ( محلول در آب )

3- سازگاری با محیط زیست

4- غیر محرک برای بدن

5- فاقد حساسیت زائی

6- مقاوم در برابر حرارت

7- وسیع الطیف بودن

8- تاثیر بسیار بالا و سریع حتی در غلظتهای کم

9-  ماندگاری بسیار یالا در سطوح مورد مصرف

10- عدم ایجاد و افزایش مقاومت و سازگاری در میکروارگانیسم

 

 

 

مضرات ضدعفونی کننده های شیمیایی :

 

ضدعفونی کننده های شیمیایی موجود در بازار حاوی ترکیباتی از جمله  آلدئیدها ( فرمالین و ..... ) ، پایه فنلی ، کلری و هیدروکسیدی و الکلی می باشند که به برخی از مضرات آنها در ذیل اشاره میشود :

 

1-  شیمیایی و سمی

2- اثر سوء در محیط زیست

3- حساسیت زایی پوستی و تنفسی بالا

( که در طولانی مدت شاهد ایجاد اگزمای پوستی ، مشکلات ریوی حاد ، و یا بصورت سرطان پوستی و ریوی نیز ظاهر می شود )

4-  ایجاد مقاومت باکتریای ( مقاومت میکروارگانیسم ها )

5-  دارای بوی مشمئز کننده و گازهای سمی

6- خورندگی در فلزات به علت محیط اسیدی و قلیائی

 

کاربرد در پزشکی :

 

امروزه به کمک علم پزشکی، هر روز به تعداد بیماریهایی که قابل درمان می باشد، 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 ، علم نانو تکنولوژی توسعه یافته و تقریبا در همه رشته های علمی ، نشانه هایی از آن یافت می شود. محققان نانو تکنولوژی با فناوری جدیدی در رابطه با نانو ذرات آشنا شده اند که نقش بسیار زیادی در پزشکی آینده ایفا خواهدکرد

در فناوری نانوسیلورال  ( NANO SILVERAL )، ذرات نانو نقره به صورت کلوئید می باشد که خاصیت آنتی باکتریال ،آنتی ویروس ، آنتی فونگاس (ضد قارچ) و ... دارد .

 

 

 

 

 

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 مقاربتی و .... استفاده کرد .


نقره در ابعاد بزرگتر، فلزی با خاصیت واکنش دهی کم میباشد ، ولی زمانیکه به ابعاد کوچک در حد نانومتر تبدیل میشود خاصیت میکروب کشی آن بیش از 99 درصد افزایش می یابد ، به حدی که می توان از آن جهت بهبود جراحات و عفونتها استفاده کرد. نقره در ابعاد نانو بر متابولیسم، تنفس و تولید مثل میکروارگانیسم اثر می گذارد. تاکنون بیش از 650 نوع عوامل بیماریزای شناخته شده را از بین برده است .

 

استفاده از نانونقره در مصارف ضد میکروبی

 

توسعه مقاومت جدید باکتری ها به آنتی بیوتیک ها یک مشکل اساسی در حوزه سلامت می باشد از آنجا که نانو ذرات نقره دارای خواص ضد باکتریایی ، ضد قارچی ، ضد ویروسی  و پروتوزوئرها می باشد می توان با افزودن مقدار اندکی از این مواد در پوشش ، به تعداد بسیار زیادی از این ذرات نانو  در واحد سطح دست یافت . این پوشش ها برای تمامی سطوحی که با دست لمس می شود مورد استفاده قرار گیرد ، مثلاً در بیمارستان ها، ادارات، اماکن عمومی و حتی در منازل مسکونی به کار می روند. تاثیر نانو ذرات نقره بر روی باکتری های گرم منفی مانند اشریشیاکلی، ویبریوکلرا، سالمونلاتیفی، سودوموناس آئروجینوزا مورد آزمایش قرار گرفته که نتایج بسیار خوب و تعجب برانگیزی داشته است .

 

 

 

 

نانو ذرات نقره بر روی ویروس ها هم مؤثر بوده و به گروههای SH گلیکوپروتدین های سطح ویروس متصل شده و مانع از اتصال آنها به سلول میزبان می گردد. این ماده بر روی تمام ویروس های DNA ، RNA و پوشش دار و بدون پوشش مؤثر است. در آزمایش هایی که بر روی ویروس HIV (عامل بیماری ایدز) انجام شده است مشخص گردیده که این ویروس همراه با نانو ذرات نقره در مدت 3 ساعت در 37 درجه سانتی گراد به طور 100% نابود می گردد. همچنین بر روی انواع سویه های آنفولانزا (FLU  ) و باکتری خطرناک ای کولای  E.Coli تاثیر گذاری شگرف و بی نظیری داشته است . نانو ذرات نقره نسبت به آنتی بیوتیک ها دارای مزایایی می باشد که به تعدادی از آنها اشاره می شود :

- باکتری ها به نانو ذرات نقره مقاومت پیدا نمی کنند زیرا نانو ذرات نقره بر روی قسمت های مختلف و آنزیم های متعددی مؤثر هستند.

- نانو ذرات نقره بر روی طیف گسترده ای از باکتری ها مؤثر هستند.

- نانو ذرات بر روی سلول های انسانی اثر سوء ندارند زیرا سلول های انسانی به صورت بافت هستند.

- بر خلاف آنتی بیوتیک ها که پس از واکنش با سلول تغییر شکل یافته و بی اثر می شوند، نانو ذرات نقره پس از اثر بر میکروب ها آزاد شده و بر میکروارگانیسم های دیگر تأثیر می گذارند.

 

       

 

 

 

 

 

 

 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

STOP    FLU STOP    E.COLI  

 

 

کاربرد نانونقره در نساجی

 

 اثر نانو ذرات نقره به تنهایی و یا همراه با پلیمرها ، بر روی باکتری های مختلف از جمله باکتری استافیلوکوکوس آرئوس به عنوان نماینده گرم مثبت و اشریشیاکلی ( E-coli ) به عنوان نماینده گرم منفی، مورد بررسی قرار گرفته است. زمانی که نانو ذرات نقره به تنهایی برای گندزدایی استفاده می شود تا 99% از باکتری ها از بین می روند. هرگاه الیاف یا پلیمری که در محلول کلوئیدی نانونقره قرار گرفته تحت شرایطی خشک گردد الیافی که به این طریق تهیه شد خواص باکتریواستاتیکی داشته و در نتیجه می توان استنباط کرد که نانوذرات نقره با اندازه کوچکتر تأثیر بالقوه آنتی باکتریایی بر پلیمرها و پلی استرهای الیاف دارد و نسبت به سایر ذرات ریز نانوذرات نقره دارای سطح تماس بیشتری می باشد . پوشش های ضد باکتریایی به سه دلیل عمده برای پلیمرها و فیلترها بکار می روند:

- کنترل گسترش بیماری و خطر عفونت هایی که در پی جراحت ایجاد می شود.

- کنترل انواع بوهای بد  مثل بوی رنگ و یا بوی تعریق .

- جلوگیری از فساد و پوسیدگی مواد، خصوصاً آنهایی که از جنس الیاف طبیعی هستند.

 

 

 

 

موارد استفاده پلیمرهای نانو سیلور:

 

1- شیشه شیر و پستانک نوزادان ، مسواک ، برسه ای بهداشتی حمام و ...  .

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

3- لوازم خانگی ( یخچال ، جارو برقی ، ماشین ظرف شویی ، سیستم تهویه و تصفیه هوا و رطوبت زا ) .

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

5- بدنه وسایلی که انسان مداوم با آن تماس دارد( گوشی موبایل ، کیبورد و ...) .

 

 

 



خصوصیات پلیمرهای نانو سیلور آنتی باکتریال :


1- اندازه ذرات نانو نقره از 20- 50  نانو متر است .
2- مطابق با شرایط مختلف جوی .
3- آنتی اسید و آنتی آنیون .
4- سازگار با محیط زیست و غیر سمی .
5- بی ضرر برای انسان .
6- تاثیر داشتن روی باکتریها ، قارچها و... و خوشبو کننده .
7- قابلیت از بین بردن ویروسها .
8- صرفه اقتصادی و قابل رقابت از نظر عملکرد با دیگر فراورده ها .

این پلیمرها باید در محیط سرد و خشک و به دور از آفتاب نگهداری شوند که تحت این شرایط تا دو سال قابل نگهداری هستند.
ذرات نانو سیلور را می توان به صورت پودر درآورد و در مواد 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 کند.
طی آزمایشی که اخیرا دانشمندان، روی درمان بیماران مبتلا به ایدز به وسیله نانو سیلور انجام داده اند، متوجه شدند که ویروسهای HIV نوع1، 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 پزشکی، صنایع مختلف مثل کشاورزی و دامپروری و بسته بندی، لوازم 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 بودن ، و افزایش ظرفیت ها و مقرون 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 .

 

نکته قابل تأمل در این است که علیرغم مزایای بسیار زیاد این تکنولوژی و بوجود آمدن انقلابی بزرگ در ضدعفونی کننده ها و سلامت و بهداشت جامعه اما متاسفانه کمپانیهای بزرگ تولید کننده مواد شیمیایی در سراسر جهان  بدون در نظر گرفتن سلامت جامعه تلاش بر عدم گسترش و توسعه این فناوری مینمایند .

امید است با توکل برخداوند متعال و همراهی مسئولین حوزه بهداشت و سلامت ، این تکنولوژی در تمامی حوزه ها در ایران مورد استفاده قرار گیرد .