[发明专利]一种由光激发的磷酸银/氧化石墨烯复合抗菌涂层的制备方法及应用

说明书

本发明提供了一种由光激发不同尺寸的磷酸银/氧化石墨烯复合抗菌涂层的制备方法，步骤为先在将氧化石墨烯与硝酸银混合，使银离子吸附在氧化石墨烯表面，然后向溶液中滴加磷酸氢二钠，从而形成氧化石墨烯/磷酸银复合材料，最后将复合材料接枝到基底表面。所述方法通过控制银离子浓度和磷酸氢二钠的滴加速度等控制制得的磷酸银的尺寸，磷酸银本身具有优异的光动力性能，而其粒子大小将会影响光动力的强弱，同时氧化石墨烯由于具有大的比表面积，快速转移电子等能力可以有利于磷酸银的分布，同时促进其光动力性能。

技术领域

本发明涉及材料科学与纳米材料技术领域，具体涉及一种由光激发不同尺寸的磷酸银/氧化石墨烯复合抗菌涂层的制备方法及应用。

背景技术

生物医用材料是用来对生物体进行诊断、治疗、修复或替换其病损组织、器官或增进其功能，且对生物体组织不会产生不良影响的材料。它是研究人工器官和医疗器械的基础，已成为当代材料学科的重要分支。医用钛金属耐蚀性能优异，弹性模量接近于自然骨，生物相容性优良，目前常用于制造植入人体内的医疗器件、假体或人工器官和辅助治疗设备。但是由植入体所引起的细菌感染给病人带来巨大的伤害,一旦发生不仅会带来更多的痛苦和经济损失,甚至还会使人截肢或死亡。

为了减少细菌感染同时又不影响植入体的功能，我们对植入体进行改性，使其能细菌感染之后能够在短时间内消灭感染的细菌，同时还细胞并没有什么影响。为此我们使用可穿透肌肤的红外光作为诱发因素激发涂层的抗菌性。

磷酸银具有较好的光催化性能，可以在可见光照射下产生活性氧，用于快速杀灭细菌，同时其本身作为一种微溶于水的物质可以在生物体内缓慢释放银离子，通过银离子的抗菌性能可以使涂层保持一个长期有效的抗菌性。而磷酸银纳米粒子的尺寸将会影响银离子的释放以及活性氧的产生速率，从而影响抗菌性能。同时单独的纳米磷酸银很容易团聚形成大颗粒的磷酸银，从而降低抗菌活性，因此我们需要支撑材料用于磷酸银的负载。

氧化石墨烯作为石墨烯的衍生材料具有高的机械强度、大的表面积和优良的生物相容性已被广泛应用于生物医学，如支架基质、药物或基因传递载体等。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种由光激发的磷酸银/氧化石墨烯复合抗菌涂层的制备方法，用以制备既具有长期持续抗菌，又具有快速高效的光动力抗菌的杂化涂层材料。本发明将氧化石墨烯，纳米磷酸银有机地结合起来，通过氧化石墨烯使纳米磷酸银均匀负载在氧化石墨烯片上，并且通过控制磷酸银的尺寸，从而控制杂化涂层的抗菌能力。本发明还提供了上述制备方法在光照抗菌中的应用，通过可见光照着杂化涂层产生活性氧，从而杀灭细菌。

本发明第一方面提供了一种由光激发的磷酸银/氧化石墨烯复合抗菌涂层的制备方法，步骤包括：

S1、制备磷酸银/氧化石墨烯复合材料：将氧化石墨烯溶液与硝酸银混合，搅拌均匀，使混合液中氧化石墨烯浓度为0.0625～0.5mg/mL、硝酸银浓度为0.0025～0.02mol/L，搅拌混合液并滴加磷酸氢二钠溶液后继续搅拌25～40min获得氧化石墨烯/磷酸银复合溶液；

S2、将氧化石墨烯/磷酸银复合溶液滴加至基底表面，并将氧化石墨烯/磷酸银均匀旋涂在基底表面，重复旋涂5～12次，得到磷酸银/氧化石墨烯复合抗菌涂层。

本发明第二方面提供了磷酸银/氧化石墨烯复合抗菌涂层在光照抗菌方面的应用，采用660nm可见光照射所述磷酸银/氧化石墨烯复合抗菌涂层来进行抗菌，所述磷酸银/氧化石墨烯复合抗菌涂层采用上述由光激发的磷酸银/氧化石墨烯复合抗菌涂层的制备方法来制备得到。

本发明的有益效果是：

(1)通过静电吸附使氧化石墨烯和银离子结合，再原位形成纳米磷酸银粒子，可以使纳米磷酸银均匀的分散在氧化石墨烯表面，此法投入设备投入少，实施难度小，制备方法简单易行，并且对环境并无太大影响；