[发明专利]一种制备丝素蛋白基双金属抗菌涂层的方法

说明书

本发明公开了一种制备丝素蛋白基双金属抗菌涂层的方法，该方法包括：一、将硝酸银粉末、四氯金酸粉末加入到丝素蛋白溶液中得到混合溶液A；二、将混合溶液进行紫外照射得到混合溶液B；三、将金属浸入到工作液中避光浸泡得到表面具有聚多巴胺辅助层的金属；四、将表面具有聚多巴胺辅助层的金属浸入到混合溶液B中浸泡，在金属表面形成丝素蛋白基双金属抗菌涂层。本发明通过紫外辐射对丝素蛋白进行原位还原，降低了纳米银和纳米金颗粒的浓度，同时通过金属基底表面引入聚多巴胺辅助层，大大增强了金属与丝素蛋白基双金属抗菌涂层的结合性能，实现长期高效的协同杀菌功能，有效地解决植入物的细菌感染问题，减少了潜在的生物毒性。

技术领域

本发明属于生物医用材料领域，具体涉及一种制备丝素蛋白基双金属抗菌涂层的方法。

背景技术

医用纯钛以其优异的生物相容性已经被广泛应用于临床医学领域中。早在20世纪50年代，纯钛就被加工成骨板、骨钉、股骨头等植入医疗器械用于骨科修复手术中。随后，纯钛不断地被得到临床应用，现在主要应用于口腔修复领域，如：冠桥类(嵌体、核、冠、桥)，支架类(局部义齿支架、全口义齿基托)，各种附着体类，以及赝复体类产品。

然而，作为常见的术后并发症，有关医用医疗器械引发的细菌感染已经成为21世纪医学领域内亟待解决的重要问题之一。据报道，美国骨科植入物相关感染的年发病率就达到4.3％左右。根据世界卫生组织(WHO)颁布的《院内感染防治实用手册》中的有关数据，每天全世界有超过1400万人在遭受院内感染的痛苦，其中60％的细菌感染与使用的医疗器械有关。骨科等术后感染会直接造成患者伤口经久不愈，经常会导致手术失败，甚至导致慢性骨髓炎等并发症，不仅给患者带来了巨大的身心痛苦和沉重的经济负担，也会对医院和社会等造成不同程度的负面影响。因此，在医用钛合金表面构建载抗菌剂(抗生素、纳米银等)的功能涂层，对于消除或减少相关医疗器械引发的细菌感染性疾病具有重大的社会和经济意义。

目前，载纳米银或纳米金的涂层被广泛的应用于植入物感染的防治，这得益于它们优异的性能，广谱抗菌、长期有效抑制生物膜、良好的稳定性且不易引起细菌耐药性。与其他的存在形式相比，由于金属离子的洗脱作用和纳米颗粒的杀菌性质的综合作用，金属纳米颗粒具有更高的抗菌活性。目前普遍认为金银纳米粒子具有复杂的抗菌机理：其可以粘附在细菌表面上，从而改变细菌细胞膜通透性；其可以通过与含硫醇的蛋白质相互作用来杀菌；其可以与细菌DNA结合并破坏其功能；特别的，纳米银可以释放出具有杀菌能力的银离子。

丝素蛋白是蚕丝的主体，是一种无生理活性的天然生物大分子。丝素蛋白质与其他天然高分子相比有明显的优越性。研究表明，丝素蛋白具有良好的生物相容性、无毒、无污染、无刺激性、可生物降解。近年来，丝素蛋白由于其良好的生物相容性逐渐应用于生物传感、生物医学材料、软组织相容材料、组织工程等领域。特别的，丝素蛋白具有还原性，可以原位还原得到纳米银和纳米金颗粒，避免了有毒还原剂的使用。

现有抗菌涂层技术的不足在于：目前载药涂层大多载单一的抗菌剂，不能应对更高细菌浓度或更强细菌活性的细菌感染环境，且高浓度的抗菌物质纳米银和纳米金会产生潜在的生物毒性，如何在低浓度用量下达到长期高效的抗菌效果成为挑战。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种制备丝素蛋白基双金属抗菌涂层的方法。该方法将丝素蛋白在紫外辐射下进行原位还原，得到分散良好、粒径均一的纳米银和纳米金颗粒，降低了纳米银和纳米金颗粒的浓度，同时通过金属基底表面引入聚多巴胺辅助层，大大增强了金属与丝素蛋白基双金属抗菌涂层的结合性能，实现长期高效的协同杀菌功能，能应对更高细菌浓度或更强细菌活性的细菌感染环境，有效地解决植入物的细菌感染问题，减少了潜在的生物毒性。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种制备丝素蛋白基双金属抗菌涂层的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将硝酸银粉末、四氯金酸粉末加入到丝素蛋白溶液中，得到含有丝素蛋白、银离子和金离子的混合溶液A；