[发明专利]一种金属表面制备含纳米银抗菌肽功能涂层的方法

说明书

本发明公开了一种金属表面制备含纳米银抗菌肽功能涂层的方法，该方法包括：一、将硝酸银粉末和抗菌肽粉末加入到丝素蛋白溶液中混合得到混合溶液A；二、将混合溶液A进行紫外照射还原得到混合溶液B；三、将Tris溶液标定后加入盐酸多巴胺并浸泡金属，得到表面具有聚多巴胺辅助层的金属；四、将表面具有聚多巴胺辅助层的金属浸入混合溶液B中浸泡，在金属表面形成含纳米银抗菌肽功能涂层。本发明采用紫外照射法利用丝素蛋白将银离子还原成纳米银，有效控制了纳米银粒子的粒径大小和形貌，且抗菌肽与纳米银之间形成配位键，促进抗菌肽在纳米银颗粒表面富集，并在含纳米银抗菌肽功能涂层内呈现纳米级分散态，实现低抗菌剂用量下长期高效杀菌。

技术领域

本发明属于生物医用材料领域，具体涉及一种金属表面制备含纳米银抗菌肽功能涂层的方法。

背景技术

医用纯钛以其优异的生物相容性已经被广泛应用于临床医学领域中。早在20世纪50年代，纯钛就被加工成骨板、骨钉、股骨头等植入医疗器械用于骨科修复手术中。然而，作为常见的术后并发症，有关医用医疗器械引发的细菌感染已经成为21世纪医学领域内亟待解决的重要问题之一。据报道，美国骨科植入物相关感染的年发病率就达到4.3％左右。根据世界卫生组织(WHO)颁布的《院内感染防治实用手册》中的有关数据，每天全世界有超过1400万人在遭受院内感染的痛苦，其中60％的细菌感染与使用的医疗器械有关。骨科等术后感染会直接造成患者伤口经久不愈，经常会导致手术失败，甚至导致慢性骨髓炎等并发症，不仅给患者带来了巨大的身心痛苦和沉重的经济负担，也会对医院和社会等造成不同程度的负面影响。因此，在医用钛合金表面构建载抗菌剂(抗生素、抗菌肽、纳米银等)的功能涂层，对于消除或减少相关医疗器械引发的细菌感染性疾病具有重大的社会和经济意义。

目前，得益于高效可靠的杀菌能力，抗生素仍是使用最为广泛的传统抗菌剂，但是抗生素容易引起细菌的耐药性，导致更为严重的耐药菌感染问题。相比之下，纳米银与抗菌肽不易引起细菌的耐药性，且能广谱抗菌和长期有效抑制生物膜，因此有很大的潜力取代抗生素。与其他的存在形式相比，由于金属离子的洗脱作用和纳米颗粒的杀菌性质的综合作用，纳米银具有更高的抗菌活性。目前普遍认为纳米银具有复杂的抗菌机理：其可以粘附在细菌表面上，从而改变细菌细胞膜通透性；其可以通过与含硫醇的蛋白质相互作用来杀菌；其可以与细菌DNA结合并破坏其功能；特别的，纳米银可以释放出具有杀菌能力的银离子。由于具有多种生物活性，目前抗菌肽己成为生物分子与生物材料的研究热点。在直接针对细菌与真菌引起的感染时，抗菌肽的抗菌效率较高。目前在生物医用材料中，抗菌肽受到越来越多的关注，主要作为表面修饰抗菌成分或作为被运载的抗菌药物用于局部释放。

丝素蛋白是蚕丝的主体，是一种无生理活性的天然生物大分子。丝素蛋白质与其他天然高分子相比有明显的优越性，研究表明它具有良好的生物相容性、无毒、无污染、无刺激性、可生物降解。近年来，丝素蛋白由于其良好的生物相容性逐渐应用于生物传感、生物医学材料、软组织相容材料、组织工程等领域。特别的，丝素蛋白具有还原性，可以原位还原得到纳米银和抗菌肽颗粒，避免了有毒的还原剂的使用。

目前，常见的载抗生素的涂层容易引起细菌的耐药性，不能应对更高细菌浓度或更强细菌活性的细菌感染环境，且高浓度的抗菌剂会产生潜在的生物毒性，如何在低浓度用量下达到长期高效的抗菌效果成为挑战。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种金属表面制备含纳米银抗菌肽功能涂层的方法。该方法采用紫外照射法利用丝素蛋白将银离子还原成纳米银，有效控制了纳米银粒子的粒径大小和形貌，且抗菌肽与纳米银之间形成配位键，促进抗菌肽在纳米银颗粒表面富集，使得表面富集抗菌肽的纳米银在含纳米银抗菌肽功能涂层内呈现纳米级分散态，有利于实现低抗菌剂用量下长期高效杀菌。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种金属表面制备含纳米银抗菌肽功能涂层的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：