[发明专利]类病毒状铁氧矿物超疏水涂层及其制备方法

说明书

本发明公开了类病毒状铁氧矿物超疏水涂层及其制备方法，由以下原料制成：六水合三氯化铁、七水合硫酸亚铁、氨水、盐酸多巴胺、三羟甲基氨基甲烷、高碘酸钠、氢氧化钠、聚二甲基硅氧烷及配套固化剂、正己烷和去离子水。本发明利用受限液膜的独特反应空间，结合磁场的辅助作用，在具有聚多巴胺层的基底上制备了一体化、稳定的类病毒状铁氧矿物涂层。该涂层表面具有微纳分级结构—类病毒状矿物颗粒与颗粒之间的微米级孔隙和单个矿物颗粒表面的小棒之间的纳米级空隙。该涂层不仅具有超疏水特性，还具有优异的近红外光热响应特性，实现了抗菌液黏附和主动杀菌功能的结合，有利于维持表面的无菌特性。

技术领域

本发明涉及生物材料领域，具体涉及类病毒状铁氧矿物超疏水涂层及其制备方法。

背景技术

与人体组织接触式的生物医学装置表面(包括缝合线，心脏起搏器和心脏复律除颤器系统，骨板和医用螺钉等)相关的微生物感染是一个引人注目的临床问题。没有任何一种商业生物医学材料(聚合物，金属和陶瓷等)的天然表面具有抗微生物附着性。因此，在外科手术前对生物材料进行杀菌处理和在外科手术后使用抗生素口服给药是常见的减轻细菌感染的临床方法，但通常又会面临所用抗生素剂量的抗菌性能不足或者出现耐药菌(即超级细菌)的难题。细菌一般在器械表面定殖后，会逐渐形成生物膜，并随后发展为组织感染，在全球范围的临床实践中，有35％的外科手术因细菌感染而耗费额外的时间和资金。为了寻求具有最小化细菌定殖风险和具有主动杀菌功能的下一代生物医学材料，人们已投入大量精力来设计和开发功能化表面，以实现高效的抗菌性能。

在近年来，尽管超疏水涂层有望从物理层面上降低微生物的附着力，但其缺乏杀菌的主动性，不能保证医疗器械表面无细菌存活。当少量细菌以某种方式突破了物理屏障并意外地粘附在超疏水表面上时，就会形成生物膜，在此时感染也会发生。粘附在表面上的细菌极有可能破坏材料原有的表层结构，并在很大程度上降低材料表面的抗粘附能力和耐腐蚀性。

综上所述，开发一种结合超疏水特性和主动杀菌功能的表面涂层技术，对于解决微生物感染是具有重要意义的。

发明内容

本发明的目的在于提供类病毒状铁氧矿物超疏水涂层及其制备方法，以解决现有技术中不具备主动杀菌功能的疏水涂层无法抵抗所有细菌而导致残留细菌定植和再繁殖的问题，有利于维持表面的无菌特性。

本发明通过下述技术方案实现：

类病毒状铁氧矿物超疏水涂层，由以下原料制成：六水合三氯化铁FeCl₃·6H₂O、七水合硫酸亚铁FeSO₄·7H₂O、氨水NH₃·H₂O、盐酸多巴胺DA·HCl、三羟甲基氨基甲烷Tris、高碘酸钠、氢氧化钠、聚二甲基硅氧烷PDMS及配套固化剂、正己烷和去离子水。

所述的类病毒状铁氧矿物超疏水涂层的制备方法，包括以下步骤：

S1、将盐酸多巴胺溶解在水中得到水溶液Ⅰ；将三羟甲基氨基甲烷、高碘酸钠和氢氧化钠溶解在水中得到混合物溶液Ⅰ；

S2、将所述水溶液Ⅰ和混合物溶液Ⅰ混合后，充分振荡，形成混合物溶液Ⅱ；

S3、将混合物溶液Ⅱ快速滴加到硅基片表面，保持一段时间后，将硅基片浸入去离子水中润洗并用氮气吹干，得到硅-聚多巴胺复合基底；

S4、将所述S3过程重复几次；

S5、将六水合三氯化铁和七水合硫酸亚铁以一定比例混合，并溶解在水中得到混合物溶液Ⅲ；

S6、将一定比例氨水加入水中充分混合，得到水溶液Ⅱ；

S7、将混合物溶液Ⅲ滴加到聚四氟乙烯基底表面，并将S3中制备的硅-聚多巴胺复合基底表面倒置，使两个表面之间挤压混合物溶液Ⅲ的液滴，形成一层液膜；