[发明专利]一种可吸收外科材料的表面抗菌处理方法

说明书

本发明公开了一种可吸收外科材料的表面抗菌处理方法，属于化学化工、生物医用材料领域。本发明方法包括以下步骤：将可吸收外科材料加入至pH 3‑4的壳聚糖溶液中，分多次加入壳聚糖溶液pH调节剂分级调节溶液pH至5.5‑6.5，每次中间间隔一定时间保持静置，然后继续静置一段时间使壳聚糖纳米均匀沉积在可吸收外科材料表面形成致密平滑涂层，再将可吸收外科材料清洗、干燥，得到具有长效抗菌性能的可吸收外科材料。本发明高效绿色，过程简单，可有效提升可吸收外科材料的长效抑菌性能，壳聚糖溶液可回收且可通过pH调节反复使用，提供了一种实现可吸收外科材料抑菌功能的规模化制备的普适性方法。

技术领域

本发明属于化学化工、生物材料领域，具体涉及一种可吸收外科材料的表面抗菌处理方法。

背景技术

外科手术可吸收材料是指在外科手术中，用于防组织粘连、伤口缝合止血以及组织缝合的特殊医用材料，代表产品为医用膜和缝合线。现在可吸收外科材料主要使用的是可体内降解并被吸收或代谢的聚合物。可吸收外科材料主要有天然材料、化学合成材料，以及天然材料与化学合成材料的复合物，可吸收外科材料的主要优点是：(1)无抗原性(只在吸收时产生轻微的组织反应)；(2)无致热性；(3)促进伤口愈合；(4)外科材料可体内降解吸收。该类材料在体内会在一定时间内降解，无须手术取出去除，减轻了病人痛苦，减少了诱发感染的机会。可吸收外科材料十分实用方便，已经在外科手术中得到了较为广泛应用，代表了该领域发展的趋势。可吸收外科材料人体术后由于细菌残留等原因可能会产生细菌感染，尤其是术后在伤口极易发炎，其抑菌性能对术后恢复具有很大影响。细菌感染的过程常为细菌先期附着于植入材料表面，进而形成一层“生物膜”保护细菌，之后细菌繁殖、迁移感染周围组织。在这种情况下，注射或口服抗生素药物，不仅抗菌效果有限，而且全身性的药物使用会产生一定副作用，甚至产生细菌耐药性。现在有将抗菌药物直接深埋在缝合线内部的尝试，虽然能得到持续抗菌效果，但势必极大影响可吸收外科材料的性能，例如破坏聚合物材料的结晶和内聚力，造成材料强度显著下降、降解加速，材料均匀性下降，应力集中，容易产生空洞等问题。理论上，可吸收外科材料表面负载小分子抗菌药，可以减小药物的作用范围，使药物直接作用于细菌，提升杀菌和抑菌的效果，并通过抑制“生物膜”的形成来抑制细菌感染的进一步发展，是一种直接的抑制细菌染方式。但由于大部分抗菌药物很难和材料表面产生作用，外科可吸收材料表面吸附小分子抗菌药物很困难；而且即使黏附，由于小分子药物极易溶解扩散，在与体液接触初期会产生爆发性释放，存在毒副作用大、持续抑菌性能差等问题。表面化学改性接枝抗菌药理论可行，但涉及复杂的化学制备过程，造价高昂，且包括机械性能，降解速度，安全性都需重新评价，周期太长，因为抗菌性能放弃现有临床使用的可吸收外科材料，得不偿失。因此，开发简单的普适性办法来提升已有临床可吸收外科材料的抑菌性能，对于可吸收外科材料未来发展的重要性不言而喻。

甲壳素是自然界存量第二的天然聚合物。壳聚糖是由甲壳素脱乙酰制成的衍生物，不溶于有机溶剂，在中性和碱性条件下不溶于水，在酸性条件下可以溶于水。由于壳聚糖具有优良的生物降解性以及对哺乳动物细胞的低毒性，已经被开发成了多种医用材料。壳聚糖的一个显著优势来自于他的抗菌性能。当壳聚糖的黏均分子量在100kDa及以上时，此类产品中壳聚糖通过物理阻隔作用实现抗菌目的，可认为医疗器械作用；当黏均分子量在10kDa以下时，壳聚糖通过干扰细胞新陈代谢活动实现抗菌目的，可认为药理作用。壳聚糖对于许多耐药微生物(革兰氏阳性与阴性细菌)具有广泛的抗菌活性，且不会产生细菌抗药性。同时，由于壳聚糖含有很多氨基，可以减弱主流的聚酯类可吸收材料降解造成的pH下降，缓解无菌性炎症，这也是其一个独特的优势。目前壳聚糖抗菌研究较多，制备壳聚糖抗菌层的主要方法包括：(1)通过化学键将壳聚糖化学定植于表面活化的材料表面；(2)壳聚糖表面带有正电荷，与其他带负电荷的高聚分子(如海藻酸钠、透明质酸及明胶等)之间存在静电吸附作用，通过层层自组装法或电泳沉积法在表面制备复合涂层；(3)将壳聚糖复合杂化入到材料表面的其他涂层中。这些办法主要缺点在于过程复杂或者壳聚糖含量低。从应用产业化角度考虑，如何设计简单生产流程，在材料表面黏附单一壳聚糖致密涂层保持足够抗菌性能，且在水环境下保持相当稳定性，进而保持长效抑菌尽管有挑战性，但却具有极为重要的价值。

发明内容