[发明专利]一种多功能抗菌壳聚糖稳定凝胶涂层制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多功能抗菌壳聚糖稳定凝胶涂层制备方法。

背景技术

随着材料科学、医学、生物学的飞速发展，生物医用材料的研究取得了很大的进步，但是仍面临各种挑战，一些根本性的问题没有解决，其中，除了生物相容性问题，生物材料应用的主要障碍还有感染问题。世界上，64%左右的院内获得性感染是由植入体或医疗器械上黏附病原菌引起的，仅仅在美国，每年就有10万人死于相关的感染。在欧洲，人们大约每年要花费5000万欧元用于医用导管感染的治疗，并且每年有5000个感染死亡病例。感染发生的一般过程是：细菌的黏附；定植和繁殖，形成菌落；分泌胞外基质，菌落通过胞外基质连接在一起，形成生物膜（biofilm），生物膜释放浮游菌体和毒素，引发感染。生物膜容易使细菌产生抗药性，生物膜由于其致密的物理结构，可以制止人体免疫系统中巨噬细胞的吞噬作用，实验证实，在生物膜内的细菌相比自由状态的细菌抵抗能力增加了1000倍。通过对各种医用装置的表面修饰，在保持原有性能的条件下，改善生物医用装置生物相容性成为现代医疗装置应用中的重要问题。

根据抗菌表面和界面性质可以将抗菌材料分为抗细菌黏附的表面、接触式杀菌的表面和释放抗菌剂的表面，抗粘附的涂层能对细菌感染的初始步骤发挥作用，但是单纯的这类涂层不具有杀菌的功能；接触式杀菌表面包括接枝季铵盐、季磷酸盐、吡啶盐等种类，这类抗菌表面的优点是涂层牢固、抗菌能力强，但存在的问题是细胞毒性较大，生物相容性性较差。释放杀菌剂型表面可以进行局部释放和给药，释放纳米银、抗生素、抗菌肽、溶菌酶、NO分子等。这类涂层具有一定的缓释和抗菌能力，但是不具有抗细菌黏附的能力。因此寻求一种简单的面对装置的表面修饰手段成为医用装置抗感染表面设计的关键性问题。而聚合物共混技术具有简单、易于操作的特点，并且使膜层具有其组分的复合功能，通过对基材的预处理解决了涂层溶胀带来的稳定性问题，有望得到兼具抗细菌黏附和杀菌的性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种多功能抗菌壳聚糖稳定凝胶涂层制备方法。

多功能抗菌壳聚糖稳定凝胶涂层制备方法的步骤如下：

1）选取玻璃、石英、云母、不锈钢、聚酯膜、聚乳酸膜作为基材，将基材首先在质量浓度为0.1-20mg/ml的聚乙烯亚胺中浸泡0.5-12h，然后在质量浓度为0.1-20mg/ml的聚丙烯酸浸泡0.5-12h，再在质量浓度为1-20mg/ml的N_乙基_N′_(3_二甲氨基)丙基碳化二亚胺盐酸和质量浓度为2-40mg/ml 的N_羟基琥珀酰亚胺的混合液中浸泡2-12h，混合液的pH值为5.6；

2）将质量浓度为5-20 mg/ml的壳聚糖和质量浓度为1-20mg/ml的聚乙烯吡咯烷酮溶液混合溶液作为涂膜液以旋涂、浸涂或喷涂的方式涂敷在基材表面上，经自然干燥处理12h和真空干燥处理12h，获得多功能抗菌壳聚糖稳定凝胶涂层。

所述的一种多功能抗菌壳聚糖稳定凝胶涂层制备方法，其特征在于，所述的以旋涂的方式涂敷在基材表面上的方法为：开动旋涂仪，转速为1000rad/min，用滴管吸取0.1ml涂膜液滴在基材上，旋涂10s，然后在2500rad/min下旋涂2min，干燥，重复旋涂3-5次

所述的一种多功能抗菌壳聚糖稳定凝胶涂层制备方法，其特征在于，所述的以浸涂的方式涂敷在基材表面上的方法为：用镊子夹住基材，浸入涂膜液中5s，取出，使表面的液体均匀覆盖，然后放置于玻璃平板上，干燥后用刀片剥离基材。

所述的一种多功能抗菌壳聚糖稳定凝胶涂层制备方法，其特征在于，所述的以喷涂的方式涂敷在基材表面上的方法为：将喷涂液加入到雾化器中，喷涂在基材上1s，60℃烘箱干燥20min，此操作重复5次。

本发明涂层溶液配制简便，能实现无污染操作，可采用旋涂、浸涂、喷涂等可工业实现的方式，适用范围广，能够对具有复杂体型结构的生物医用装置进行涂层修饰；涂层可改善医用装置表面的抗菌性能，润滑性，生物相容性，在人体环境下以水凝胶的形式存在，这种性质使生物材料表面润滑，减少材料表面和粘膜组织之间的摩接阻力；涂层材料化学结构稳定，耐疲劳、剪切，能适应人体的内环境；涂层能够实现广谱的多功能抗菌的能力。

具体实施方式

多功能抗菌壳聚糖稳定凝胶涂层制备方法的步骤如下：