[发明专利]一种具有杀菌和细菌释放作用涂层的制备方法及其产品

说明书

本发明属于抗菌表面涂层制备领域，具体公开了一种具有杀菌和细菌释放作用的涂层及其方法，该制备方法环氧基团的杀菌聚合物与含环氧基团的刺激响应型聚合物混合溶于溶剂中，再加入氨基化的基底，升温进行开环反应制得涂层。本发明的制备方法更加简单高效，可以应用于多种基底，如硅片、PDMS、手术刀等，使基底具备有杀菌性能并在一定的环境刺激下释放细菌，实现杀菌‑释放的功能，相比于聚合物刷应用的单一基底，在生物医疗器械领域具有更广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于抗菌表面涂层制备领域，具体涉及一种具有杀菌和细菌释放作用涂层的制备方法及其产品。

背景技术

细菌充斥在人类生活的方方面面，而细菌感染会对人类健康安全造成巨大的危害。例如带有病菌的气体被人体吸入，受伤后伤口病菌感染，接触被病菌污染的医疗设备，误食病菌污染过的腐败变质食物等等。通过构建抗菌表面来预防或减少材料表面生物污染具有重要的社会和经济意义。目前传统的抗菌方式主要有两种，分别为主动杀菌和被动抗菌，但是都存在各自的缺点，“主动杀菌”表面虽然具有杀菌功能，但死菌粘附在表面形成生物膜，为新的细菌的滋生提供营养，造成更严重的感染；“被动抗菌”表面时间长了也会粘附细菌，且细菌无法被杀死，因此抗菌表面逐渐由单功能向多功能发展。

目前，研究人员已利用刺激响应聚合物刷构建了一系列智能响应的多功能抗菌表面材料，如公开号为CN109232834A的专利申请文献公开了一种具有抗污-杀菌-释放三重功能的抗菌聚合物刷的制备方法；如公开号为CN109134715A的专利申请文献公开了一种防污杀菌可再生的长效抗菌混合聚合物刷的制备方法。但是上述抗菌聚合物刷还是存在聚合反应条件苛刻、制备方法复杂、制备时间冗长等问题，在实际应用中受到很大限制。

因此，开发出一种制备方法简单高效、可以在任意基底上应用的具有杀菌和细菌释放作用的涂层，在生物医学领域具有广阔的应用前景和潜在价值。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种具有杀菌和细菌释放作用的涂层及其制备方法，该制备方法简单高效，制得的制得的涂层具备普适性，可应用于任意基底，使基底同时具备杀菌和细菌释放功能。

本发明采用的技术方案如下：

一种具有杀菌和细菌释放作用的涂层的制备方法，包括以下步骤：

(1)将含环氧基的丙烯酸酯类单体与含双键的刺激响应性单体溶于溶剂I中，在引发剂I的作用下进行自由基聚合反应，制得含环氧基团的刺激响应型聚合物；将含环氧基的丙烯酸酯类单体与含双键的季铵盐类单体于溶剂II中，在引发剂II的作用下进行自由基聚合反应，制得含环氧基团的杀菌聚合物；

(2)将所述含环氧基团的杀菌聚合物和含环氧基团的刺激响应型聚合物混合溶于溶剂III中，再加入氨基化的基底，升温进行开环反应制得所述涂层。

本发明方法利用氨基和环氧基团的开环反应，先在基底上接枝氨基，再与含环氧基团的杀菌聚合物和刺激响应型聚合物进行开环反应，从而制得同时具有杀菌和细菌释放作用的涂层。该制备方法简单高效，制得的涂层可应用于任意基底，普适性强，在生物医学领域具有广阔的应用前景。

步骤(1)中，所述含环氧基的丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)。

所述含双键的刺激响应性单体为盐响应单体3-(二甲基(4-乙烯基苄基)氨基)丙磺酸盐(DVBAPS)、温度响应性单体N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)或pH响应性单体甲基丙烯酸二甲氨乙酯(DMAEMA)。

所述含双键的季铵盐类单体为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(METAC)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)或二烯丙基-N-羰丁氧甲基氯化铵(DACBMAC)。