【摘要】：由生物醫(yī)用材料表面粘附生長(zhǎng)細(xì)菌引發(fā)的醫(yī)源性感染已經(jīng)成為威脅人類健康的嚴(yán)重問(wèn)題。傳統(tǒng)的抗菌涂層大多依賴富集正電荷的聚合物分子、小分子抗生素和重金屬元素,存在生物相容性差、穩(wěn)定性差、易促進(jìn)細(xì)菌耐藥性等缺點(diǎn),因此,近幾年來(lái)構(gòu)建新型抗菌涂層成為研究的重點(diǎn)。從仿生的角度出發(fā),自然界給了我們很多啟示。許多兩棲動(dòng)物和魚類都會(huì)在皮膚表面分泌一層富含抗菌肽(AMPs)的粘液,保護(hù)它們?cè)诟缓⑸锏沫h(huán)境中仍能保持健康。這種含有AMP的粘液層可以視為理想的動(dòng)態(tài)抗菌涂層。另一方面,人們希望獲得不依賴殺菌劑的廣譜高效殺菌涂層,從海洋貽貝足絲蛋白中發(fā)現(xiàn)的聚多巴胺(PDA)結(jié)構(gòu)為材料表界面修飾提供了極大便利,而PDA光熱性質(zhì)的發(fā)現(xiàn)又為設(shè)計(jì)依靠物理作用殺菌涂層提供了新的可能性,從而可以避免傳統(tǒng)殺菌藥物的使用以及實(shí)現(xiàn)涂層廣譜殺菌功能。上述從生物中獲取的分子來(lái)源廣泛,具有天然的生物相容性,可以賦予抗菌涂層獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。受到以上現(xiàn)象啟發(fā),本文設(shè)計(jì)了以下兩種基于生物分子的新型抗菌涂層:一、本文首先利用層層自組裝技術(shù),選擇聚乙烯亞胺(PEI)和聚丙烯酸(PAA)為組裝單元,制備了海綿狀多孔膜,為負(fù)載抗菌肽構(gòu)建了平臺(tái)。PEI和PAA經(jīng)過(guò)層層自組裝形成(PEI/PAA)多層膜,經(jīng)pH=2.9的水溶液處理后,內(nèi)部可以形成大量微米級(jí)孔洞。凍干處理后,保留多孔海綿狀結(jié)構(gòu)的(PEI/PAA)膜借助毛細(xì)作用力可以快速可控(5s)吸附短桿菌肽(GA)溶液,經(jīng)飽和水蒸氣處理8h,孔洞消失,形成(PEI/PAA)-GA涂層。涂層中GA負(fù)載量最高可達(dá)～0.22 mg cm-2。細(xì)菌染色等抗菌測(cè)試說(shuō)明(PEI/PAA)-GA涂層不僅可以殺滅普通金黃色葡萄球菌(S.aureus),同樣可以殺滅耐藥菌株 MRS A(Methicillin Resistance Staphvlococcus aaureus),殺菌率高于90%。同時(shí),由于(PEI/PAA)-GA涂層的動(dòng)態(tài)性質(zhì),在飽和水蒸氣中2h內(nèi)即可修復(fù)～50 um寬的劃痕,具備良好的自修復(fù)功能。二、為了實(shí)現(xiàn)脫離抗菌劑,構(gòu)建廣譜殺菌涂層的目的,本文對(duì)聚多巴胺(PDA)涂層的光熱(Photothermal)抗菌能力進(jìn)行了探索。首先運(yùn)用多巴胺堿性條件下氧化自聚的方法在多種材料表面制備了 PDA涂層。PDA涂層的厚度可以通過(guò)反應(yīng)時(shí)間在0～28nm范圍內(nèi)控制。涂層在可見光和近紅外光區(qū)域有明顯的吸收峰,并且能夠?qū)⑽盏慕t外光轉(zhuǎn)化為熱量,具備良好的光熱轉(zhuǎn)化功能,表現(xiàn)為不同材料表面PDA涂層溫度有20～50 ℃的升高。并且,PDA涂層的溫度和涂層厚度存在線性關(guān)系,一定功率近紅外光照射下,玻璃片表面每增加1nm涂層可升高0.8 ℃。因此可以借助調(diào)控厚度控制涂層表面溫度。抗菌測(cè)試證明了 PDA光熱作用不僅對(duì)金黃色葡萄球菌(S.aureus),大腸桿菌(E.coli)兩種細(xì)菌,對(duì)真菌白色念珠菌(C.albicans)也具備高于90%的殺滅功能,實(shí)現(xiàn)了脫離傳統(tǒng)抗菌劑,僅依靠熱量廣譜抗菌的功能。并且PDA涂層能均勻制備于常見導(dǎo)管材料上,且表現(xiàn)出良好的抗菌性能(殺菌率95%)。說(shuō)明PDA涂層在生物材料表面抗菌涂層領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TB306

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本文編號(hào)：2268691