[發明專利]一種酶響應智能抗細菌粘附和殺菌的層層自組裝多層膜涂層及其制備方法

在審

• 申請號: 201710009982.4
• 申請日: 2017-01-06
• 公開（公告）號: CN106853265A
• 公開（公告）日: 2017-06-16
• 發明（設計）人: 王佰亮;南開輝;陳浩;葉子;徐青文;劉慧華
• 申請（專利權）人: 溫州醫科大學
• 主分類號: A61L31/16
• 分類號: A61L31/16;A61L31/14;A61L31/10
• 代理公司: 溫州金甌專利事務所(普通合伙)33237
• 代理人: 王堅強

技術領域

本發明具體涉及新材料技術領域，具體涉及一種酶響應智能抗細菌粘附和殺菌的層層自組裝多層膜涂層及其制備方法。

背景技術

隨著材料科學、醫學、生物學的飛速發展，生物醫用材料的研究取得了很大的進步，但是仍面臨各種挑戰，一些根本性的問題沒有解決，其中，除了生物相容性問題，生物材料應用的主要障礙還有感染問題。世界上，64%左右的院內獲得性感染是由植入體或醫療器械上黏附病原菌引起的，僅僅在美國，每年就有10萬人死于相關的感染。在歐洲，人們大約每年要花費5000萬歐元用于醫用導管感染的治療，并且每年有5000個感染死亡病例。感染發生的一般過程是：細菌的黏附；定植和繁殖，形成菌落；分泌胞外基質，菌落通過胞外基質連接在一起，形成生物膜（biofilm），生物膜釋放浮游菌體和毒素，引發感染。生物膜容易使細菌產生抗藥性，生物膜由于其致密的物理結構，可以制止人體免疫系統中巨噬細胞的吞噬作用，實驗證實，在生物膜內的細菌相比自由狀態的細菌抵抗能力增加了1000倍。通過對各種醫用裝置的表面修飾，在保持原有性能的條件下，改善生物醫用裝置生物相容性成為現代醫療裝置應用中的重要問題。

根據抗菌表面和界面性質可以將抗菌材料分為抗細菌黏附的表面、接觸式殺菌的表面和釋放抗菌劑的表面，抗粘附的涂層能對細菌感染的初始步驟發揮作用，但是單純的這類涂層不具有殺菌的功能；接觸式殺菌表面包括接枝季銨鹽、季磷酸鹽、吡啶鹽等種類，這類抗菌表面的優點是涂層牢固、抗菌能力強，但存在的問題是細胞毒性較大，生物相容性性較差。釋放殺菌劑型表面可以進行局部釋放和給藥，釋放納米銀、抗生素、抗菌肽、溶菌酶、NO分子等。這類涂層具有一定的緩釋和抗菌能力，但是不具有抗細菌黏附的能力。因此尋求一種簡單的面對裝置的表面修飾手段成為醫用裝置抗感染表面設計的關鍵性問題。而層層自組裝技術具有簡單、易于操作的特點，并且使膜層具有其組分的復合功能，通過對基材的預處理使其表面具有陽離子，通過靜電作用力，使(HA/CHI)₁₀具有接觸殺菌的作用，使（HA/PLL）₁₀具有酶溶解抗細菌粘附作用。

發明內容

為了解決現有技術的缺陷及不足。本發明提供了一種酶響應智能抗細菌粘附和殺菌的層層自組裝多層膜涂層及其制備方法。

本發明采用的技術解決方案是： 一種酶響應智能抗細菌粘附和殺菌的層層自組裝多層膜涂層，所述的層層自組裝多層膜涂層包括經聚乙烯亞胺預處理過的基材，所述的基材上涂抹有透明質酸（HA）、殼聚糖（CHI）和聚賴氨酸(PLL)。

所述的基材為玻璃、硅片、硅凝膠、云母、不銹鋼中的一種。

所述的層層自組裝多層膜涂層表面的靜態接觸角為95-102±1.2-2.5°。

所述的層層自組裝多層膜涂層表面的粗糙度RMS為1.85-4.23±0.23-0.54nm。

一種酶響應智能抗細菌粘附和殺菌的層層自組裝多層膜涂層的制備方法，包括以下步驟：

（1）將基材依次用乙醇和去離子水超聲清洗，然后用N₂吹干，清洗過的基材分別在5mg/ml的聚乙烯亞胺溶液中處理，然后N₂吹干，得到表面預處理的基材；

（2）將經表面預處理的基材分別在透明質酸溶液、殼聚糖溶液、聚賴氨酸溶液中涂抹處理，N₂吹干，后室溫干燥，得到最終所述的酶響應智能抗細菌粘附和殺菌的層層自組裝多層膜涂層產物；

所述的步驟（2）中的經表面預處理的基材依次經透明質酸/殼聚糖溶液和透明質酸/聚賴氨酸溶液涂抹處理。

所述的涂抹處理為層層自組裝、浸涂、噴涂、旋涂中的一種。

所述的基材為玻璃、硅片、硅凝膠、云母、不銹鋼中的一種。

所述的透明質酸溶液、殼聚糖溶液、聚賴氨酸溶液質量濃度為1mg/ml。

所述的1mg/ml 透明質酸溶液和1mg/ml殼聚糖溶液的pH值為2.9，1mg/ml聚賴氨酸溶液pH值為9.5。

所述的步驟（1）中聚乙烯亞胺溶液處理30min。

所述的層層自組裝方式為：將預處理后基材在透明質酸溶液中浸泡8min，用相同pH的洗液中浸泡1~2s，用N₂吹干，再浸入殼聚糖溶液中浸泡8min，同樣用相同pH的洗液中浸泡1~2s，用N₂吹干反復，此操作重復10次。再將處理后的基材以同樣的方法在透明質酸/聚賴氨酸中反復浸涂10次。