[发明专利]一种基于仿生多巴胺的长效抗菌多功能涂层及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种基于仿生多巴胺的长效抗菌多功能涂层及其制备方法和应用，所述制备方法包括：将基材依次用丙酮、无水乙醇和超纯水超声清洗；然后将得到的基材浸入到多巴胺快速沉积液中反应，得到覆有聚多巴胺涂层的基材；将得到的基材用去离子水洗涤后，干燥；将得到的基材浸泡在多功能涂层水溶液中反应，基材表面获得功能性涂层；将得到的基材用超纯水洗涤后干燥；其中，所述多巴胺快速沉积液中溶解有Cu²⁺和H₂O₂，所述多功能涂层水溶液中含有亲水性聚合物或两性离子聚合物。本发明的制备工艺简单，条件温和，大大短短了沉积制备时间，适合大规模工业化生产。

技术领域

本发明涉及医用植入和医用介入材料领域，尤其涉及一种基于仿生多巴胺的长效抗菌多功能涂层及其制备方法和应用

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

血液接触材料广泛应用于心血管中。当血液与植入或介入材料接触时，材料表面容易诱发血栓和感染，严重限制了其应用。据不完全统计，美国重症监护病房每年有25万人患有血液感染相关问题，并且有8万患者受到导管相关感染的影响，严重威胁着人类健康。因此，构建具有杀菌和抗血栓作用，形成双重功能的医用材料表面迫在眉睫。

抗菌材料是指在短时间内不但可以杀死表面的细菌、真菌等微生物，而且可以抑制细菌在材料表面的黏附和增值，从而能够有效降低感染的发生。目前常用的抗菌剂有无机抗菌剂、有机抗菌剂和天然高分子类抗菌剂等。无机抗菌剂主要包括金属离子及化合物，如：银、铜、铂、锌、TiO₂等，虽然金属抗菌剂具有良好的抗菌性能，但是发明人发现其在使用过程中稳定性差、易脱落、生物相容性低，因此不宜在体内长期留存。有机抗菌剂主要包括一些常见的抗生素、季铵盐类、季磷酸盐、吡啶盐等，该类抗菌剂虽然种类多、效果好、成本低等优点，但是细胞毒性较大，而且像抗生素等在使用过程中易出现耐药性，因此，只能充当一些低效的消毒剂。天然高分子抗菌剂主要有甲壳素、壳聚糖、溶菌酶、芥末、蓖麻油、抗菌肽等，相比于前两类抗菌剂，该类抗菌剂细胞毒性低、生物相容性好、获取方便，而且在使用过程中不产生耐药性。铜作为人体内必须的微量元素，是人类最早应用的无机类抗菌剂之一，在公元前2500年，埃及人就利用铜来清理伤口，而且在抗生素未发现之前，铜被广泛用于治疗各种感染性疾病。近些年来，由于耐药菌的出现和增多，铜又因其在抗菌方面的独特优势得到了科研人员的广泛关注。有研究指出，浓度为10^-5M～10^-4M的Cu²⁺就可以杀死90％以上的大肠杆菌和金黄色葡萄球菌，且对L929细胞有高于80％的增值率。但是如何合理的将Cu²⁺应用于实际的医疗过程，仍然需要克服众多问题。

血栓的形成是限制血液接触材料应用的又一重大问题。抗血栓材料是指材料与血液接触以后，可以抑制血红细胞和血小板的黏附，防止凝血的发生。目前，防止凝血的常用的手段有血小板抑制剂和凝血酶抑制剂等。研究人员也提出了很多制备抗凝血材料的方法，除了我们经常使用的肝素、透明质酸、枸橼酸盐、比伐卢定等抗凝剂以外，亲水性聚合物聚乙二醇(PEG)及其衍生物、聚(N-乙烯基吡咯烷酮)(PVP))及两性离子聚合物(磷酸胆碱、磺酸甜菜碱和羧酸甜菜碱等)等“生物惰性”的物质对材料表面进行修饰，可以提高材料表面的亲水性，改变电荷，从而减少血液中非特异蛋白的吸附和血小板的黏附和激活，提高血液相容性，抑制血栓的形成。然而，发明人发现，现有的方法往往沉积时间长，且修饰后的表面稳定性不好，难以长期使用。

发明内容