[发明专利]一种用于治疗植入物细菌感染的抗菌涂层及方法

说明书

本发明公开了一种用于治疗植入物细菌感染的抗菌涂层及方法，本发明通过正丙醛等离子体聚合，在植入物表面构建了一层醛基化涂层，并通过与抗菌肽LL‑37之间的席夫碱反应产生的亚胺键构建具备响应能力的抗菌涂层。在未发生感染的人体正常的生理环境下(pH＝7.4),LL‑37通过亚胺键固定在材料表面并具有较好的生物相容性；在细菌感染导致的酸性微环境下(pH＝5.5)，亚胺键断裂并释放LL‑37，从而产生较强的抗菌活性用以应对细菌感染。由于等离子体聚合可以在任意材料表面构建涂层，因此我们设计的响应抗菌涂层具有通用性、普适性的特点。

技术领域

本发明涉及抗菌涂层技术领域，具体涉及一种用于治疗植入物细菌感染的抗菌涂层及方法。

背景技术

目前，细菌感染已经成为了植入物植入失败的主要原因之一，植入物感染会对病人造成巨大的痛苦以及沉重的经济负担。应对植入物感染的常用手段为口服或静脉递送抗生素，然而，由于近几十年来抗生素滥用导致的细菌耐药性问题，急需新的方法来用于治疗植入物感染。

抗菌肽是一类具有广谱抗菌效果的短肽，由疏水域和阳离子域两部分组成。抗菌肽在接触细菌时能转变其二级结构并穿透细菌膜导致内容物流出继而使得细菌死亡，因此，一般认为抗菌肽不易引发耐药性且可以作为抗生素的潜在替代品。然而，将抗菌肽固定在植入物表面时往往会导致其抗菌活性下降，这可能是因为相比于游离状态的抗菌肽，表面固定限制了抗菌肽与细菌的接触程度以及接触时的构象变化。

等离子体聚合是一种在任意材料表面高效形成保形涂层的通用技术。在低压等离子体装置中，液态有机单体经由单体瓶被真空泵抽吸并以雾化的形式均匀的分散在整个腔室中，等离子体激活后则单体与单体之间会生成自由基并相互交联，进而在材料表面形成均匀的纳米级薄膜。若采用含有一定反应性官能团的有机单体，则单体发生聚合后可以形成官能化的涂层，如醛基化涂层、氨基化涂层、环氧基化涂层、羧基化涂层等，因此，等离子体聚合常被视为一种用于固定各类生物活性物质的通用涂层技术。我们通过等离子体聚合固定抗菌肽，并进一步赋予涂层响应释放特性，来构建通用的保留抗菌肽活性的抗菌涂层。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种用于治疗植入物细菌感染的抗菌涂层的制备方法，其特征在于，主要包括以下步骤：

步骤1：基材预处理；

步骤2：将步骤1预处理得到的基材采用正丙醛进行等离子体聚合反应，得到表面具有醛基化薄膜的基材；

步骤3：将步骤2所述表面具有醛基化薄膜的基材放置于抗菌肽溶液中反应，得到载有抗菌肽的抗菌涂层。

进一步的，步骤1中预处理的具体步骤包括将基材依次用丙酮、无水乙醇和去离子水超声清洗处理，干燥烘干。

进一步的，所述超声的处理条件为温度25℃，超声功率120W，超声频率40KHz。

进一步的，干燥温度60℃烘干1h。

进一步的，所述抗菌肽浓度为0.5-5mg/mL。

进一步的，所述抗菌肽为LL-37。

本发明的另一方面根据上述制备方法得到一种抗菌涂层，所述抗菌涂层中正丙醛和抗菌肽通过席夫碱反应产生亚胺键。

进一步的，所述亚胺键具有酸响应性。

进一步的，所述抗菌涂层表面形成均匀致密的薄膜，厚度可达50-100nm。

本发明的有益效果是：