[发明专利]一种杀菌-释放双重功能的抗菌表面及其制备方法

说明书

本发明涉及抗菌表面技术领域，具体公开了一种杀菌‑释放双重功能的抗菌表面及其制备方法，其制备过程是先自由基聚合制备响应性功能的微凝胶球；再将制备的微凝胶球、邻苯二酚类衍生物和金属杀菌剂共沉积于基底，得到所述的杀菌‑释放双重功能的抗菌表面。该表面由于金属离子的存在，使得细菌在接触表面时被杀死，而响应性微凝胶球可以在外界条件刺激下改变自己的形态构象，使得表面细菌被释放，从而达到表面清洁的作用，此外邻苯二酚的作用下可以黏附各种基底，使得应用更加广泛。

技术领域

本发明涉及抗菌表面技术领域，具体涉及一种杀菌-释放双重功能的抗菌表面及其制备方法。

背景技术

细菌附着和繁殖所造成的组织感染、设备故障是生物医学应用领域长期存在的问题，严重威胁着人类的生命健康。通过构建抗菌表面预防或减少材料表面生物污染具有重要的社会和经济意义。

目前抗菌方式主要有二种，分别是主动杀菌表面和被动抗菌表面，但是单功能抗菌表面都有自身无法克服的缺陷，如主动杀菌表面使用一些天然的或者合成的杀菌剂，但是一旦死菌黏附在表面后，杀菌表面就会逐渐失去杀菌性能，甚至形成生物膜导致表面的污染。而被动的抗菌表面则是利用一些亲水性的或者两性离子聚合物，在表面形成一层水合层来阻止细菌的黏附，但是由于没有杀菌性能，一旦细菌黏附则会逐渐形成生物膜影响表面的性能。因此抗菌表面逐渐由单功能向多功能发展。

CN 105749334 A公开了一种新型抗菌纳米银温敏水凝胶及其制备方法，采用壳聚糖80～90份、硝酸银0.03～0.08份、冰醋酸溶液25～34份、甘油磷酸钠12～16份、磷酸氢二钠适量反应制得，该水凝胶抑菌作用持久、透气性和吸湿性良好。

CN109232834 A公开了一种具有抗污-杀菌-释放三重功能的抗菌聚合物刷的制备方法，将将活性自由基引发剂接枝在基底材料表面；再与刺激响应型单体进行聚合反应，得到响应型聚合物刷；将响应型聚合物刷与亲水性单体进行聚合反应，得到的亲水响应型聚合物刷接枝三氯生抗菌剂或负载银纳米颗粒，得到所述的抗菌聚合物刷。该方法能够赋予抗菌表面长效抗污、高效杀菌以及细菌释放的多重功能。但采用的是原子转移自由基聚合的方法，该方法对反应条件要求严格，需要引发剂、配体的存在，要求无氧环境，这对工业化方法是一种挑战。

因此要获得多功能抗菌涂层的同时，还需简化制备方法，得到能够长效抗菌、释放的智能抗菌表面。

发明内容

本发明旨在结合这两种抗菌表面的功能，制备一种“杀菌-释放”智能抗菌表面，该表面由于金属离子的存在，使得细菌在接触表面的时候被杀死，而响应性微凝胶球可以在外界条件刺激下改变自己的形态构象，使得表面细菌被释放，从而达到表面清洁的作用，此外邻苯二酚的作用下可以黏附各种基底，使得应用更加广泛。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种杀菌-释放双重功能的抗菌表面的制备方法，包括如下步骤：

(1)自由基聚合制备响应性功能的微凝胶球；

(2)将步骤(1)制备的微凝胶球、邻苯二酚类衍生物和金属杀菌剂共沉积于基底，得到所述的杀菌-释放双重功能的抗菌表面。

所述响应性功能的微凝胶球包括温度响应性微凝胶球、pH响应性微凝胶球或盐响应性微凝胶球。

优选地，步骤(1)中，制备响应性功能的微凝胶球的响应性单体为N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)、N-乙烯基己内酰胺(VCl)、N,N-二乙基丙烯酰胺(DEAAM)、N-异丙基甲基丙烯酰胺(NIPMAM)、甲基丙烯酸(MAA)、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)、3-(二甲基(4-乙烯基苄基铵)丙基磺酸盐(DVBAPS)、3-(1-(4-乙烯基苄基)-1H-咪唑-3-鎓)丙烷-1-磺酸盐(VBIPS)中一种或多种。

步骤(1)中自由基聚合的反应温度为50^～70℃，反应时间为5～7h。