[发明专利]一种光动力超疏水型抗感染涂层及其制备方法

说明书

本发明提供了一种光动力超疏水型抗感染涂层的制备方法，包括以下步骤：a)在基底材料表面原位沉积二氧化硅，得到表面处理后的基底材料；b)在步骤a)得到的表面处理后的基底材料表面进行光敏剂的化学键合，得到表面键合光敏剂的材料；c)将步骤b)得到的表面键合光敏剂的材料进行氟化处理，得到光动力超疏水型抗感染涂层。本发明采用特定工艺及条件，制备得到了光动力超疏水型抗感染涂层；该光动力超疏水型抗感染涂层具有超疏水性，适用于干态和湿态等环境，适用环境范围广；并且同时具有较高的抗粘附效率和杀菌效率，及较好的抗菌耐久性，能够实现广谱且长效的多次防污抗菌功能，同时光动力的杀菌方式不会诱导细菌产生耐药性。

技术领域

本发明涉及抗感染涂层技术领域，更具体地说，是涉及一种光动力超疏水型抗感染涂层及其制备方法。

背景技术

一直以来，病原性细菌所引发的感染严重威胁人类健康和社会发展。据1995-2007年疾病分类调查统计，中国感染性疾病占全部疾病总发病数的49％，其中细菌感染性发病率高达18％-21％，并且由于在治疗中过度使用抗生素，导致每年死亡病例数高达8万人次。为了有效控制细菌传播、切断传播途径，医疗机构往往采用各种消毒与灭菌手段，其中包括大量使用抗菌消毒剂或药物。然而，由于对这些试剂或药物的滥用，导致多重耐药性细菌的产生，并逐渐引发世界性的恐慌。据统计，目前全球每年约有70余万人死于耐药性细菌感染；如若不对这一问题加以有效控制，预计到2050年左右，全球每年将有1000万人口死于耐药性细菌的感染，造成严重的经济损失。近年来，光动力抗菌疗法(PACT)由于在不产生细菌耐药性等方面的突出优势，已受到越来越多的关注。PACT过程主要包括三种重要的组成因素：光、氧气和光敏剂。光敏剂，具有广谱抗菌活性，其抗菌原理主要是光敏剂受到特定波长的光激发，生成活性很强且具有细胞毒性的单线态氧，通过与细菌细胞壁/膜发生一系列化学反应，导致细菌受损甚至死亡。光动力杀菌方法具有高效的杀菌活性、不产生耐药性优点。

研究发现，细菌在材料表面形成生物膜是导致细菌感染和耐药性产生的重要原因。生物膜的发展历程主要经过浮游细菌在材料表面的可逆粘附、不可逆的附着，并通过不断繁殖扩散形成生物膜。相关研究表明，相对浮游细菌，生物膜内细菌对杀菌剂的耐受性可提高至10-1000倍以上。针对生物膜形成规律，逐渐发展出主动杀菌型、被动抗粘附型以及抗粘附－杀菌协同等功能表面来有效降低细菌感染风险。主动杀菌型表面通常利用物理或化学方法将抗菌剂，如季铵盐、抗生素、壳聚糖、银离子等，固定到基底材料表面，通过释放或接触等作用方式，行使杀菌功能；该策略虽然短期杀菌性能优异，然而杀菌过程过度依赖杀菌剂，会加快诱发细菌产生耐药性。被动抗粘附型表面主要是通过减弱细菌与表面之间相互作用或者干扰生物膜形成等策略降低或抑制细菌感染几率，比如通过构建亲水性涂层(聚乙二醇或两性内盐类以及构具有建微纳结构的形貌等方式实现)；然而该类表面只能减缓却无法长期阻止细菌感染发生。近年来，抗细菌粘附-杀菌协同功能表面构建策略不断发展，该种可以减少细菌粘附数量，并能有效杀死细菌，可以大幅降低感染风险；然而目前的抗杀协同性抗菌表面主要以亲水型为主，只有在湿润环境下才能产生较好的协同抗菌效果，干态条件下易引发细菌粘附或死细菌残骸的堆积，进而诱发后续细菌感染，导致持久性抗菌效果差。此外，超疏水涂层在抗感染涂层技术领域也有一定的研究与应用，然而功能普遍较为单一。一些研究虽然在疏水涂层中添加抗菌组分，实现疏水功能和抗菌功能的一体化集成，但处于表面的抗菌活性组分容易溶出，导致涂层抗菌持久性降低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种光动力超疏水型抗感染涂层及其制备方法，采用本发明提供的制备方法得到的光动力超疏水型抗感染涂层同时具有较高的抗粘附效率和杀菌效率，且抗菌耐久性好。

本发明提供了一种光动力超疏水型抗感染涂层的制备方法，包括以下步骤：

a)在基底材料表面原位沉积二氧化硅，得到表面处理后的基底材料；

b)在步骤a)得到的表面处理后的基底材料表面进行光敏剂的化学键合，得到表面键合光敏剂的材料；