IONPURE玻璃系抗菌剂近年来的发展状况
时间：2015-05-09 15:35:49 来源： 点击量：
石塚硝子株式会社 技术本部 研发中心抗菌实验室
山本幸一
Anti-bacterial Glass and recent years topics of anti-bacteria
Yamamoto Kouichi
Ishizuka Glass Co., Ltd. Technical Department Research & development center
Anti-microbial Evaluation Center
SR商事株式会社/北京艾斯尔科技有限公司
魏国
SR Commerce Ltd./Beijing SR Technology Ltd.
Guo Wei
１．简介
本文主要记述了玻璃系抗菌剂安全性的详细分析，以及最近引人注目的抗菌话题--抗菌试验方法国际标准化的发展。
一般来说，玻璃是化学稳定性极好的材料。但是抗菌玻璃是通过反向构思，制成的化学稳定性较弱，具有水溶性的材料。抗菌玻璃在水中的溶解速度可以从数小时到数十年之久，速度的快慢可以通过调整玻璃的结构来加以控制。
由于玻璃可作为载体，附载金属离子，将具有抗菌功能的银以银离子的形态附载于玻璃结构中，银离子随着玻璃的溶解而溶出，从而使材料表现出抗菌性能。
银离子的抗菌作用，按照已知的经验，是通过与细胞内巯基化合物作用，从而抑制细菌的生长繁殖。
2. IONPURE抗菌玻璃 的制造方法、溶出特性及抗菌效果
制造方法：硼酸盐、磷酸盐、银盐、氧化物等原料混合、溶融、粉碎后，制成粉体材料。用于加工抗菌制品时，注塑用树脂材料的抗菌玻璃粒径须在数十微米，用于纤维纺丝材料的抗菌玻璃粒径须在数微米。
IONPURE抗菌玻璃的最大特点是能控制金属离子的溶出速度。通过调整其组成
/粒度
/银含量，每克抗菌玻璃在每小时内银的溶出量，可以控制在0.0001-100mg的范围内变化。这样，我们就可以根据实际应用的需要来设计产品。
本公司的IONPURE抗菌玻璃材料，最小杀菌浓度(MBC)：大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均为0.5μg/ml；最小抑菌浓度(MIC)：大肠杆菌为100μg/ml，金黄色葡萄球菌亦为100μg/ml。
以上结果，符合日本抗菌制品技术协议会（SIAA）规定的抗菌性能评价基准。
３．IONPURE抗菌玻璃的安全性
对于抗菌剂，不仅需要抗菌性能良好，成本较低，其安全性如果难以得到保证，是不会被市场接受的。IONPURE抗菌玻璃已通过各种安全性检测。
- 急性口服毒性“：小鼠单次口服5,000mg/㎏后，无死亡和不良反应。实验方法参照OECD化学物质毒性测试指导。
- 皮肤一次性刺激实验：对白兔进行相关的皮肤刺激实验中及实验后，无任何刺激性反应。
实验方法参照OECD化学物质毒性测试指导。
③ 变异原性：结果证实没有增加逆向突变，诱发性变异显示阴性。实验方法根据日本厚生 劳动省颁布的N0.77号标准。
④ 眼睛刺激性：以0.2mg/ml的悬浮液实验，无任何刺激性反应，结果显示为阴性。实验方法参照Federal Register方法。
⑤ 皮肤过敏性： 皮肤过敏实验采用最大值法，在天竺鼠皮肤上使用10%浓度的抗菌剂，经过72小时观察无皮肤过敏表现。
⑥ 细胞毒性：根据医疗设备及医用材料基础生物测试准则，IC50为510μg/ml，几乎没有毒性。
⑦ 化妆品的适用性：将涂有抗菌粉的贴片反复在53个人身上贴10次，结果证明：无刺激性及过敏反应，并且没有诱发光毒性。
⑧ 食品安全：根据食品卫生法关于抗菌器皿规定，即使树脂中加入10%的
IONPURE抗菌玻璃材料也符合相关标准。
⑨ 已通过美国环境保护局(EPA)以及美国食品与药物管理局(FDA)认证。
⑩ 已申请欧洲生物控制产品指令(BPD)以及欧洲食品安全协会(EFSA认证或通过审批。
４．应用案例
IONPURE抗菌玻璃应用案例，表1中的产品，是在树脂中或表面涂料中添加抗菌剂，依据JIS Z 2801 （抗菌产品-抗菌性能测试方法・抗菌效果）测试，抗菌活性值均超过2.0，确认其具有优异的抗菌效果。实例1和2的抗菌效果耐久性，已通过抗菌制品技术协议会（SIAA）的耐久性实验检测。实例6和7中的纤维制品依据JIS L 1902（纤维制品抗菌性能检测方法以及抗菌效果）测试，抗菌活性值在2.2以上，抗菌防臭效果得到确证；并且通过社团法人纤维评价技术协议会（SEK）的耐久性实验检测。
表1 抗菌产品的抗菌效果实例
| 事例 |
抗菌制品 树脂 添加率 |
菌种 |
抗菌加工
生菌数(个) |
无加工
生菌数(个) |
抗菌
活性值 |
| 1 |
浴槽※1 UP 0.24 |
大肠杆菌 |
8×102 |
1.2×107 |
4.1 |
| |
|
金黄色葡萄球菌 |
< 1×102 |
1.0×105 |
> 3.0 |
| 2 |
杂货※2 PP 0.12 |
大肠杆菌 |
< 1×102 |
2.2×107 |
> 5.3 |
| |
|
金黄色葡萄球菌 |
< 1×102 |
3.5×105 |
> 3.5 |
| 3 |
便座※3 PP 0.2 |
大肠杆菌 |
< 1×102 |
2.2×107 |
> 5.3 |
| |
|
金黄色葡萄球菌 |
< 1×102 |
3.5×105 |
> 3.5 |
| |
便座※4 PP 0.2 |
大肠杆菌 |
< 1×102 |
2.2×107 |
> 5.3 |
| |
|
金黄色葡萄球菌 |
< 1×102 |
3.5×105 |
> 3.5 |
| 4 |
橡胶文具 SI 0.5 |
大肠杆菌 |
3×102 |
1.0×107 |
4.5 |
| 5 |
水性涂料 EPO 0.2 |
大肠杆菌 |
< 1×102 |
9.0×106 |
> 4.9 |
| 6 |
服装※5 PET 0.5 |
金黄色葡萄球菌 |
< 2×102 |
1.0×107 |
> 5.0 |
| 7 |
袜子※6 PA 0.4 |
金黄色葡萄球菌 |
3.2×103 |
1.3×107 |
3.6 |
※1：耐水性 90℃热水 浸泡16小时后
※2：耐水性 50℃温水 浸泡16小时后
※3：耐水性 常温水 浸泡16小时后
※4：耐光性 氙气灯60W/cm2 10小时
※5：耐洗涤性 JIS L 0217 103号 100次
※6：耐洗涤性 JIS L 0217 103号 30次
５．抗菌测试方法的国际标准化
在国际市场，对于杀菌和消毒的定义是明确的，但对抗菌的概念认识不足。首先，抗菌的概念应理解为抑制产品表面细菌的生长繁殖，并不是以完全除去细菌为目的。
建立相应的国际通行的抗菌检测标准，是抗菌加工制品在国际市场广泛推广的重要手段之一，因此，将JIS抗菌测试标准向国际推行成为ISO国际标准是非常必要的。JIS Z 2801的ISO化工作，从2003年起开始进行，经过相关人员的不懈努力，以JIS Z 2801为基础的国际标准ISO22196：2007「塑料制品表面的抗菌活性值测定方法」已经正式颁布发行。另外，以JIS L 1902为基础的ISO20743：2007「抗菌纤维制品的抗菌性能测试方法」也已正式发行。
同时，以本公司抗菌核心技术为依托成立的抗菌测试机构，符合ISO17025「对检测及校正机构能力相关的一般要求事项」相关要求，是在国内注册的独立行政法人。已取得第三方测试机构的资格认证书。
６．总结
IONPURE抗菌玻璃通过抗菌成分的微量缓释而起到抗菌效果，材料的安全性，抗菌效果的耐久性都得到确认，通过对抗菌结构的灵活设计，能够满足各种不同的抗菌功能需要。
抗菌产品已被日本消费者认可，并已在市场上非常普及。随着对抗菌概念确立、国际抗菌测试标准的颁布，可以期待今后抗菌产品在全世界会更快的发展和普及。
