[发明专利]防细菌聚合物复合材料

说明书

本文提供了包括接枝有机硅聚醚和多孔无机纳米颗粒的母料、包括母料的防细菌聚合物复合材料及其制备方法。

技术领域

本公开涉及对聚合物进行化学改性以改善聚合物表面的抗生物黏附性的 方法。具体而言，本发明涉及防细菌聚合物复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

具有抗微生物功能的聚合物的开发不仅对基础研究具有重要意义，而且 在实际应用中也具有重要意义。已经报道了许多具有抗微生物特性的活性成 分。用于聚合物组合物中的典型抗微生物剂包括银基纳米颗粒、季铵盐、壳 聚糖和多酚。然而，对这种聚合物组合物中所用的抗微生物剂的安全性的关 注日益增加。例如，据报道，银纳米颗粒可以进入大脑，并且随着时间的流 逝会引起神经元变性和坏死。另一报告披露，纳米银具有使鱼的胚胎发生突 变的风险。此外，过度暴露于抗生素/抗微生物剂的细菌会产生抗细菌抗性。内华达州的公共卫生官员报告了美国内华达州死于不治之症的病例。测试表 明，散布在患者体内的超级细菌对26种不同的抗生素具有抗性。

因此，非常需要开发使用安全、非浸出、无污染的方法制备的可防止细 菌附着而不是杀死细菌的防细菌聚合物复合材料。根据早期的基础研究，聚 合物基材的表面能在细菌黏附到聚合物表面上起着至关重要的作用。当基材 表面的初始表面张力为20-30mN/m(即低能量表面)时，微生物的长期黏附性 最低。硅酮和含氟聚合物是两种众所周知的防污有机化合物，由于其表面能 较低的特性，它们被用作涂料的基本成分。由于它们的亲水性和对各种生物 流体(例如蛋白质、细菌和病毒)的空间位阻，聚乙二醇涂层也广泛用作防污改性剂。聚合物的常规防污改性通常通过在模压成型后进行表面改性和在聚 合物表面上涂覆亲水层来实现。

因此，需要解决或克服至少一些上述挑战的改进的防细菌聚合物复合材 料及其制备方法。

发明概述

因此，本公开提供了由可商购获得的硅橡胶制备防细菌聚合物复合材料 的方法，该方法赋予硅橡胶抗生物黏附性能。

在第一方面，本文提供了包含接枝有机硅聚醚和多孔无机纳米颗粒的母 料。

在某些实施方案中，接枝有机硅聚醚包含一种或多种选自以下的聚醚： 接枝到聚(C₁-C₆)烷基硅氧烷上的脂肪醇聚氧化亚烷基醚、聚氧化亚烷基脂肪 酸、聚氧化亚烷基山梨聚糖、聚氧化亚烷基山梨聚糖脂肪酸酯、聚亚烷基二 醇及其组合。

在某些实施方案中，接枝有机硅聚醚是接枝到一种或多种聚醚上的聚甲 基硅氧烷，该聚醚选自聚乙二醇、聚丙二醇或其共聚物，其中一种或多种聚 醚各自的数均分子量为300-50,000Da。

在某些实施方案中，多孔无机纳米颗粒选自二氧化硅、氧化铝、炭黑、 氧化锌、氧化亚铁及其混合物。

在某些实施方案中，多孔无机纳米颗粒的比表面积为50-500m²/g。

在某些实施方案中，接枝有机硅聚醚是接枝到一种或多种聚乙二醇的聚 甲基硅氧烷，并且多孔无机纳米颗粒是二氧化硅。

在第二方面，本文提供了包含本文所述母料和至少一种基础聚合物的防 细菌聚合物复合材料。

在某些实施方案中，相对于接枝有机硅聚醚、至少一种基础聚合物和多 孔无机纳米颗粒的重量,多孔无机纳米颗粒以至少5％wt/wt的重量比存在。