[发明专利]一种具有良好细胞相容性的智能抗菌涂层及其制备方法

说明书

本发明提供一种具有良好细胞相容性的智能抗菌涂层及其制备方法，所制备涂层可响应性释放抗菌剂，杀死细菌并具有较好的细胞相容性。该涂层材料的制备方法是：首先利用2‑(吡啶‑2‑基二硫烷基)乙‑1‑胺盐酸盐(PDA)和多巴胺盐酸盐(DA)对生物大分子γ‑聚谷氨酸(γ‑PGA)进行改性，得到γ‑PGA‑PDA‑DA；进一步将γ‑PGA‑PDA‑DA和有机抗菌剂共同溶于有机溶剂中，利用选择性溶剂法制备负载抗菌剂的胶体粒子；最后以上述负载有抗菌剂的胶体粒子乙醇分散液为沉积液，采用电泳沉积技术在医用植入金属材料表面制备具抗菌涂层。该涂层不仅具有较好的细胞相容性，而且可响应还原性物质例二硫苏糖醇释放抗菌剂，杀死涂层周围细菌；此外该涂层还具有制备方法简单、条件可控、适用基材广、涂层厚度可调、抗菌剂负载率高等优点。

技术领域

本发明涉及一种具有良好细胞相容性的智能抗菌涂层及其制备方法，属于生物涂层、抗菌涂层领域。

技术背景

生物医用金属材料临床应用时易引起细菌粘附、增殖，进一步造成细菌感染，引发炎症、疼痛、发热等一系列并发症。在金属材料表面制备抗菌涂层成为改善上述问题的主要方法，目前，抗菌涂层主要分为两类：接触型和缓释型。接触型抗菌涂层主要通过在涂层中引入季铵盐，其可破坏细菌细胞膜，造成细菌细胞内蛋白质和营养物质流失，导致细菌死亡；(LingrenWang,HaoLi,Shuai Chen,ChuanxiongNie,ChongCheng,ChangshengZhao.InterfacialSelf-Assembly ofHeparin-MimeticMultilayeronMembraneSubstrateasEffectiveAntithrombotic,Endothelialization,andAntibacterialCoating.ACS Biomater.Sci.Eng,2015,1:1183-1193.)缓释型抗菌涂层主要是通过负载抗菌剂或金属粒子，通过其释放杀死细菌(XiaojieChen,DandanHou,LuWang,Qian Zhang,JiahanZouandGangSun.AntibacterialSurgicalSilkSuturesUsingaHigh-PerformanceSlowReleaseCarrierCoatingSystem.ACSAppl.Mater.Interfaces2015,7:22394-22403.)。但是接触型抗菌涂层主要通过季铵盐杀菌，其会对细胞产生一定的毒性，影响细胞生长；而缓释型抗菌涂层中抗菌剂释放不可控，浪费抗菌剂，且长期使用易使细菌产生抗药性。因此，制备一种既可以提高涂层细胞相容性，又能响应性释放抗菌剂实现智能杀菌的抗菌涂层是一条有效途径。

本发明提供一种具有良好细胞相容性的智能抗菌涂层及其制备方法，涂层具有较好的细胞相容性，同时可响应性释放其中抗菌剂，避免抗菌剂浪费，实现智能杀菌。

发明内容

本发明的目的是提供了一种具有良好细胞相容性的智能抗菌涂层及其制备方法，旨在得到具有良好细胞相容性的响应性、智能抗菌涂层，该涂层可响应性杀死细菌的同时，仍具有较好的细胞相容性。它的设计思路是：通过酰胺反应制备改性生物大分子，进一步利用选择性溶剂法制备负载抗菌药物的载药胶体粒子，最后通过电泳沉积技术在316L不锈钢表面制备具有良好细胞相容性的智能抗菌涂层。该涂层在具有良好细胞相容性的同时，可响应还原性化合物，实现抗菌药物的刺激释放，杀死涂层周围的大肠杆菌和金黄色葡萄球菌，实现智能抗菌。

本发明的技术方案为：

一种具有良好细胞相容性的智能抗菌涂层的制备方法，其特征步骤为：

(1)氧化还原刺激响应性γ-聚谷氨酸(γ-PGA-PDA)的制备：称取γ-聚谷氨酸溶于有机溶剂中，加入HOBt和EDC进行活化，随后加入2-(2-吡啶基二硫基)乙胺盐酸盐(PDA)，控制反应温度和反应时间进行反应。反应完成后将反应液在无水乙醇中反复沉淀，透析即可得到产物。