[发明专利]一种多巴胺-两性离子抗菌涂层及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚多巴胺‑两性离子抗菌涂层及其制备方法。本发明采用自由基聚合法，首先在高温条件下引发自由基反应，使含有双键的多巴胺单体和两性离子单体在含有少量交联剂的溶液中进行加聚反应，得到低交联的聚多巴胺‑两性离子共聚物，然后透析除去未反应的单体，随后在医用金属表面固化成膜，即可获得。上述方法制备的聚多巴胺‑两性离子抗菌涂层工艺简单、普适性强，具有优异的抗菌性能和生物相容性，同时在金属表面稳定持久，附着力强，这对于医疗器械和植入体材料的开发和应用都具有广阔的前景。

技术领域

本发明涉及一种耐磨耐冲刷且高效稳定的纳米抗菌涂层及其制备方法，属于医用抗菌涂层材料技术领域。

背景技术

在生物医学和生物应用材料领域，微生物在医疗手术用具或是可植入器械表面的附着将会导致严重的交叉感染甚至是长期的疾病，这会大大增加手术实施的难度并对患者造成极大的伤害。

两性离子是同一分子上同时带有正负两种电荷，且总电荷量为零的偶极离子。两性离子中的阴离子基团会在其涂层表面形成一层水膜，阻碍细菌的粘附，而阳离子基团可以对细菌的细胞膜产生静电击穿作用，杀死细菌。两性离子由于其独特的结构和高效的抗菌性能，在医用抗菌涂层材料领域受到了越来越多的关注。然而，虽然两性离子涂层相比于传统的释放类毒杀式抗菌涂层在抗菌效果的持久性上已经得到了极大的提高，但由于其与固体材料表面的附着力不足，在实际应用中，难以在医用金属基底上稳定附着。

多巴胺是从海洋贻贝中分离出来的一种具有强黏附性能的蛋白质，其丰富的酚羟基基团可以有效地改善涂层材料和固体基底表面的附着力，并且多巴胺具有优秀的生物相容性和可降解性，满足医用抗菌材料技术领域的要求以及产品多元化的特点。基于多巴胺的这些特性，可以将多巴胺单体功能化后，与两性离子单体进行自由基聚合反应，得到低交联网状结构的聚多巴胺-两性离子的抗菌涂层，该新型涂层在具有优异抗菌性能的两性离子聚合物涂层的基础上，引入了强粘附剂多巴胺单元，并且多巴胺单元的引入赋予了该新型涂层与固体材料表面良好的附着力的同时，没有对其本身优异的抗菌性能造成影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种多巴胺-两性离子抗菌涂层及制备方法，该方法制备流程简单，工艺参数设置灵活，基体材料可选择范围广。该种耐磨耐冲刷抗菌涂层的优异抗菌性主要来源于两性离子的阴阳离子基团，而其耐磨耐冲刷和优秀的附着力主要来源于多巴胺中丰富的酚羟基。

一种聚多巴胺-两性离子抗菌涂层，其特征在于，涂层具有碳主链和包含多种功能基团的侧链交织成的低交联三维立体网状结构；涂层中的两性离子单元同时具备优异的杀菌性能和较好的抗粘附性能，且不会释放耗损，抗菌功能全面且抗菌效果持久。

进一步地，该涂层利用两性离子单体可功能化的特点，引入多巴胺单元，提高了两性离子聚合物涂层机械性能的同时，没有对其优异的抗菌性能造成影响。

3、如权利要求1所述的聚多巴胺-两性离子抗菌涂层，其特征在于，所述两性离子单体为甲基丙稀酰乙基磺基甜菜碱、羧基甜菜碱甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱和羧基甜菜碱丙烯酰胺。

进一步地，所述涂层所用基底材料是生物医用不锈钢、钛合金、镁合金。

进一步地，所述涂层的厚度为20-200nm。

一种如上所述的聚多巴胺-两性离子抗菌涂层的制备方法，其特征在于，包括步骤如下：

(1)通过自由基聚合的方法，制备得到低交联网状结构的聚多巴胺-两性离子共聚物；

(2)通过渗透膜渗析的方法，提纯聚多巴胺-两性离子共聚物；

(3)通过滴落涂布法，在预处理过的医用金属表面干燥成膜。