[发明专利]一种在医疗器械上制备抗菌表面的方法

说明书

本发明公开的一种在医疗器械上制备抗菌表面的方法。首先，利用超快激光在材料表面制造微锥等微纳结构，在医疗器械表面获得具备抗细菌粘附及自清洁功能的功能表面，阻断细菌初始粘附。然后，利用镀膜工艺，将银、铜等金属纳米颗粒沉积在微纳结构表面，制备杀菌薄膜。一旦出现细菌在医疗器械表面的机会性粘附，沉积的银、铜等金属纳米颗粒可释放抗菌离子杀死粘附细菌，防止后续感染的发生。同时，表面微纳结构具备的自清洁功能，可将杀死的细菌从材料表面释放到环境中。该发明制备方法简单，具有普适性，可以适用于多种材质的医疗器械，且制备的抗菌表面具有广谱的抗菌性能，对典型革兰氏阴性菌如大肠杆菌、革兰氏阳性菌如金黄色葡萄球菌等都具有明显抗菌作用，可实现医疗器械表面的长效抗菌。

技术领域

本发明涉及一种在医疗器械上制备抗菌表面的方法，属于材料表面加工技术领域。

背景技术

医疗器械在介(植)入体内后，在其表面滋生细菌是引发院内感染的最主要原因。植入体细菌感染具有严重的后果，这些细菌可直接导致植入体周围组织坏死，使病人残疾甚至死亡。植入体一旦发生细菌感染，细菌会在材料与组织之间形成一层生物膜。生物膜可以为细菌的增殖提供有力的生存平台，同时其结构也可阻止免疫细胞或其他的抗菌药物进入，很难通过抗生素等药物进行治疗。因此，构建具有原位抗菌功能的植入体成为预防植入体细菌感染的有效方法。

目前，目前主要通过提高材料表面的抗细菌粘附性能或杀菌活性，来提升材料表面的原位抗菌功能。然而，通过在材料表面制造不利细菌微生物吸附的环境，虽然能够有效地降低细菌在材料或器械表面粘附和生物膜形成，但是抗细菌粘附策略不可能达到100％的抑制细菌能力，一旦少数细菌附着于材料或器械表面，抗细菌粘附体系很难再阻止细菌的增殖。杀菌表面是通过化学机制或成分，使材料表面的细菌微生物细胞体失活，从而达到杀菌抑菌的目的。但是抗生素类的杀菌剂易造成耐药等副反应；并且，杀菌表面杀死细菌后通常造成死细菌在材料或器械表面的积累，这不仅降低了材料或器械表面杀菌活性，同时会激发免疫反应，进而引发感染。

将抗细菌粘附和杀菌方式有机结合起来，可避免两种方式各自存在的不足。目前抗细菌粘附-杀菌表面构建法有：抗粘和杀菌单体接枝共聚、抗粘刷和杀菌刷共混、抗粘刷和释放型杀菌剂协同等方法，这些表面构建法制备过程繁琐，且抑菌需要在特定条件下进行。因此，开发简单新型抗细菌粘附-杀菌表面具有重要意义。

针对以上问题，本发明提出了一种在医疗器械上制备抗菌表面的方法。利用超快激光在医疗器械基材表面诱导出大面积微纳米结构，在材料表面获得具备抗细菌粘附及自清洁的功能表面，阻断细菌初始粘附。然后，利用镀膜工艺，将金属纳米颗粒沉积在微纳结构表面，制备杀菌薄膜。该发明将抗细菌粘附和杀菌方式有机结合，制备方法简单，具有普适性，可实现医疗器械表面长效抗菌。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在医疗器械上制备抗菌表面的方法。通过超快激光诱导表面微纳结构，使得植入物表面具有抗细菌粘附性能，并且疏水性好，具备自清洁功能。然后利用镀膜工艺，将银、铜等金属纳米颗粒沉积在微纳结构表面，制备杀菌薄膜。通过两步法最终获得抗菌表面，此方法避免了繁琐的工艺流程，实现抗细菌粘附-杀菌表面有机结合。

本发明一种在医疗器械上制备抗菌表面的方法，其具体步骤为：

步骤一，对材料表面进行抛光、去油清洗处理；

步骤二，采用超快激光器对处理后的材料表面进行微纳结构加工，使其具有抗菌抗黏附性能，同时具备自清洁功能；

步骤三，采用镀膜工艺，将金属纳米颗粒沉积在微纳结构表面，在材料表面获得具备杀菌功能同时保持自清洁功能的疏水性薄膜；

其中，步骤一所述的材料为可以用于医疗器械的材料，包括钛合金、钽基合金、钴基合金、铬基合金、钼基合金、不锈钢、镁合金等医用金属材料；聚亚安酯、硅胶、聚醚醚酮、聚乳酸高分子材料；以及单晶硅、玻璃等非金属材料；