[发明专利]一种具有抗粘附杀菌功能表面的医用高分子材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种具有抗粘附杀菌功能表面的医用高分子材料的制备方法，包括：在医用高分子材料表面进行等离子体预处理后浸泡于光引发剂溶液中，得到处理后材料；在紫外光引发下与含有羧基或酯基的物质进行接枝反应，得到光引发剂修饰表面的医用高分子材料；将其与2,2'‑二氨基‑N‑甲基二乙胺反应，再与酸酐类物质反应，得到具有抗细菌粘附表面的医用高分子材料；再与溴代烷反应，得到具有抗粘附杀菌功能表面的医用高分子材料。本发明提供的抗菌表面在细菌初步入侵时，可有效抵抗细菌的粘附；一旦有细菌粘附到表面，细菌自身产生的酸性pH条件，会导致与共轭双键相连的酰胺键断裂，形成含有季铵盐的杀菌型表面。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，尤其是涉及一种具有抗粘附杀菌功能表面的医用高分子材料及其制备方法。

背景技术

医疗器械在储存和使用过程中往往伴随着细菌粘附滋生，大量污染的有机物，细菌及热源的粘附导致近年来医疗器械相关的感染比例不断上升。细菌是引起各种疾病重要源头，细菌大量增殖并吸附于医用材料表面，分泌多糖基质，将自身包绕其中会形成生物膜，对细菌生物被膜相关感染的治疗目前仍无有效的方法；细菌耐药性也是院内感染难以控制的重要因素，2005-2006年卫生部全国耐药细菌检测中心统计了4075株菌株，结果表明，葡萄球菌耐药率占58％，肠球菌占27％，抗菌药物治疗失败也是控制临床慢性感染反复发作、迁延不愈的一个重要因素。随着植入性医疗器械越来越多的应用于临床，改善医疗器械表面的抗菌性能，有效抑制细菌粘附与滋生，预防控制院内感染受到人们越来越多的关注。

目前医用抗菌材料的主要制备方式是将具有抗菌性能的物质以共混、镀膜、包埋、涂层或者表面接枝改性的方法，添加到材料中。其中表面接枝改性的方法消耗的抗菌剂少，抗菌性能快速持久，且较为稳定，不会破坏医用高分子材料本身的性能。目前，针对绝大多数抗菌材料，根据其抗菌作用原理即可以分为三大类：(1)通过对材料表面进行修饰，提高其亲水性，从源头上抑制细菌的粘附；(2)通过释放小分子的杀菌剂杀死粘附于材料表面的细菌，防止细菌滋生；(3)通过在材料表面接枝杀菌性基团，造成细菌接触性死亡。但是以上方法也存在不足之处，(1)少量细菌的粘附可以被有效控制，但该方法不具备杀死细菌的性能，一旦细菌大量繁殖，还是难以抵抗生物膜的形成；(2)该方法所释放的杀菌剂剂量难以调控，对体细胞也存在一定的影响，生物相容性较低；(3)该方法制备的杀菌表面，虽然可以杀死粘附的细菌，但是会导致死细菌的粘附，从而引发免疫反应或炎症反应，并导致杀菌性的官能团被掩盖，时效性短。

目前已有文章报道在医用材料表面引入杀菌-抗粘附可转化型表面，建立了可转化的抗杀结合的杀菌型表面(Gang Cheng,Hong Xue,Zheng Zhangetal.Angew.Chem.2008,47:8831-8834)。在正常情况下呈现阳离子杀菌型表面，一旦有细菌粘附，即可快速有效杀死粘附的细菌；随后，阳离子杀菌表面水解转化为两性内盐抗粘附型表面，可清除残余在材料表面的死细菌。但是由于转化为两性内盐抗粘附型表面需要在碱性条件下进行，而一般环境及人体情况下，均呈现弱酸性状态，不利于抗粘附表面的形成；且转化时间较长，转化期间还是存在感染的可能性。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种具有抗粘附杀菌功能表面的医用高分子材料的制备方法，本发明制备的具有抗粘附杀菌功能表面的医用高分子材料对细菌提供的天然酸性pH环境敏感，细菌粘附后抗粘附表面转化为季铵盐杀菌表面，无需引入其他外界响应条件，转化时间短。

本发明提供了一种具有抗粘附杀菌功能表面的医用高分子材料的制备方法，包括：

A)在医用高分子材料表面进行等离子体预处理后浸泡于光引发剂溶液中，得到处理后材料；

B)将处理后材料在紫外光引发下与含有羧基或酯基的物质进行接枝反应，得到光引发剂修饰表面的医用高分子材料；