[发明专利]调控抗菌活性的方法及用途

说明书

本发明公开调控抗菌活性的方法及用途。本发明解决现有抗菌方法产生耐药性或抗菌成分稳定性差的技术问题。通过采用不同退火温度结合极化工艺处理实现不同带电量的铁电材料用于杀伤细菌的方法，与不带电、低带电量和中带电量的铁电材料相比，高带电量铁电材料具有更强的抗菌效果。

技术领域

本发明涉及抗菌技术领域，具体地涉及通过调控带电量实现高效抗菌的技术。

背景技术

目前，多种抗菌治疗方法在临床上得到广泛应用。然而，由于在过去的几十年中抗生素的广泛使用及其引发的耐药菌的出现，迫切需要开发新的抗微生物治疗策略。

近年来，物理抗菌方法因其使用方便、可避免药物使用引起的细菌耐药性等优势在抗菌技术研究领域备受关注。常见的物理抗菌方法有电、磁、光、超声和热刺激等方法，尤其是电刺激抗菌引起人们极大的兴趣。电刺激产生方式多种多样，常见的有加载电流、外加电场、外加磁场等，但这些电刺激方式均存在需要额外加载电场或电源、不利于临床应用的明显诟病。也有一些报道利用导电材料或压电材料实现抗菌，但是仍存在压电材料成型方法难、电量不可控、缺乏临床可操作性等不足。

中国专利申请CN111184908A公开了一种压电抗菌技术，将微纳米材料Mxene加入纳米铌酸盐中，得到Mxene复合压电材料，然后将其浸泡在含有抗菌性药物的溶剂中，通过抗菌药物实现抗菌和促进骨细胞粘附的目的，但是仍然依靠化学抗菌药物实现抗菌。

中国专利申请CN 107721402A公开了一种抗菌型压电材料的制备方法，主要成分有：取硅酸铯铝、钛酸镧、五氧化二钒、氧化锌、二氧化硅、硝酸银、柠檬酸和无水乙醇，该技术所公开的抗菌型压电材料成分复杂，而且抗菌作用主要利用硝酸银来实现，并不是通过压电材料的电信号来实现抗菌，存在银离子释放及其效果不稳定和潜在生物安全问题。

中国专利申请CN107721420A公开了一种铜离子结合压电材料的抗菌技术，首先是将五氧化二铌、碳酸钠、碳酸钾混合制得铌酸钾钠前驱粉，然后将氧化铜和铌酸钾钠前驱粉体混合得到氧化铜掺杂铌酸钾钠陶瓷粉，最后将氧化铜掺杂铌酸钾钠陶瓷粉与粘结剂混合得到掺杂氧化铜的铌酸钾钠压电陶瓷，但是该技术制备过程复杂，涉及原材料繁多，而且极化处理工艺为油浴极化，这将导致材料清洁困难，而且铜离子释放对人体也有潜在影响。

中国专利申请CN 107802878A公开了一种改性明胶/铌酸钾钠复合的电活性抗菌生物敷料及其制备技术，通过将明胶甲基丙酸酯水凝胶与铌酸钾钠压电粒子或明胶甲基丙酸酯水凝胶与铌酸钾钠纳米纤维在引发剂的作用下固化成膜，然后极化处理；此抗菌技术虽然具有良好的压电性和抗菌性，但是材料制备过程繁琐复杂，材料成分繁多，制备工艺复杂，涉及光固化、静电纺丝、烧结等，而且还存在明胶降解导致铌酸钾钠颗粒脱落、聚合物固化不全导致单体残留引起的生物安全性问题。

中国专利申请CN110237307A公开了一种压电复合材料抗菌的技术，将聚醚醚酮与铌酸盐干燥后共混，在350-450℃条件下成型制成复合纤维材料，然后对复合纤维材料进行表面处理、抗菌性药物溶液浸泡等。虽然可以实现抗菌效果，但是该技术含有抗菌性药物，可能存在抗菌效果不确定性等问题。

中国专利申请CN106478149A公开了一种具有抗菌性能的压电材料及其制备方法，该压电材料主要成分为铌酸钾钠，抗菌作用主要依靠材料极化处理后的极化电荷，但是该技术的极化工艺采用的是油浴极化，存在材料清洁困难，而且在材料表面制备的铜电极残留对机体有潜在影响，再者，该技术并未体现对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌均有效果。

背景技术中的信息仅仅在于说明本发明的总体背景，不应视为承认或以任何形式暗示这些信息构成本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

为解决现有技术中的至少部分技术问题，本发明提供通过调控材料的带电量实现抗菌的技术。其中，电刺激是由铁电材料的极化电荷来实现，且带电量的调控是由铁电材料的处理工艺来实现，其抗菌效果呈现电量依赖性，高带电量其抗菌效果最佳。具体地，本发明包括以下内容。