[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于納米銀/D-半胱氨酸的自組裝抗菌涂層及制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910329783.0
• 申請(qǐng)日: 2019-04-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110064075B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張達(dá)威;黃路遙;婁云天;錢(qián)鴻昌;李曉剛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): A61L27/54
• 分類(lèi)號(hào): A61L27/54;A61L27/04;A61L27/06;A61L27/30
• 代理公司: 北京市廣友專(zhuān)利事務(wù)所有限責(zé)任公司 11237
• 代理人: 張仲波

本發(fā)明公開(kāi)了一種在醫(yī)用金屬表面制備納米銀/D?半胱氨酸抗菌涂層的方法。對(duì)醫(yī)用金屬依次使用丙酮、乙醇、去離子水進(jìn)行超聲處理；配置多巴胺溶液，將醫(yī)用金屬置于多巴胺溶液浸泡，取出后超聲去除表面非穩(wěn)定附著的多巴胺顆粒，然后再置于硝酸銀溶液中浸泡，即在醫(yī)用金屬表面形成聚多巴胺?納米銀涂層；隨后將負(fù)載納米銀顆粒的醫(yī)用金屬置于D?半胱氨酸溶液反應(yīng)，即可獲得。上述方法制備的復(fù)合納米結(jié)構(gòu)工藝簡(jiǎn)單、易行，具有高效光譜的抗菌及抗生物膜粘附的功效，同時(shí)具有良好的生物相容性，這對(duì)于開(kāi)發(fā)新型體內(nèi)植入材料具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及醫(yī)用抗菌涂層和納米材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于納米銀/D-半胱氨酸的自組裝抗菌涂層及制備方法。

背景技術(shù)

醫(yī)療手術(shù)器械，可植入器械如人造鈦合金骨骼、生物醫(yī)用不銹鋼等在手術(shù)或者植入后，經(jīng)常發(fā)生感染，造成植入體的感染甚至失效，同時(shí)感染的初期征兆的發(fā)現(xiàn)較為困難，發(fā)現(xiàn)后往往要重新進(jìn)行手術(shù)，這會(huì)給病人造成很大的生理和心理創(chuàng)傷。

銀納米顆粒由于其獨(dú)特的性能在抗菌材料、醫(yī)療器械等領(lǐng)域的研究時(shí)有報(bào)道。雖然納米銀的抗菌效果顯著，但目前其作用機(jī)理仍不能明確，且游離態(tài)的銀容易被細(xì)胞吞噬導(dǎo)致中毒，因而在實(shí)際應(yīng)用中要注意其生物相容性的問(wèn)題。

多巴胺是一種生物神經(jīng)遞質(zhì)，在弱堿性水溶液條件下，它能在溶解氧的作用下發(fā)生氧化-交聯(lián)反應(yīng)，形成強(qiáng)力附著于固體材料表面的聚多巴胺復(fù)合薄層。基于多巴胺的這一特性，可以在溶液中加入含有銀離子的物質(zhì)，在多巴胺的弱還原性作用下將其還原成納米銀顆粒，沉積在基體材料表面。納米銀可以會(huì)緩慢釋放出銀粒子，起到殺菌的作用。D-氨基酸與L-氨基酸互為手性分子，在細(xì)菌體內(nèi)，主要參與細(xì)胞壁的合成。D-氨基酸在抑制生物膜形成或分散成熟的生物膜中具有很大的潛力。通過(guò)銀與D-半胱氨酸上巰基的特異性結(jié)合，在銀顆粒上接枝D-半胱氨酸。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于納米銀/D-半胱氨酸的自組裝抗菌涂層及制備方法，該方法制備流程簡(jiǎn)單，基體材料和試驗(yàn)參數(shù)可以靈活選擇調(diào)整。該種抗菌涂層主要是基于納米銀顆粒和D-半胱氨酸的特異性反應(yīng)制備。

一種基于納米銀/D-半胱氨酸的自組裝抗菌涂層，其特征在于，在基底材料上涂覆了一層具有殺菌效果的納米銀涂層，納米銀涂層表面上接枝了一層具有驅(qū)散生物膜作用的D-半胱氨酸。

進(jìn)一步地，所用基底材料為表面附著聚多巴胺的生物醫(yī)用不銹鋼、鈦合金、鎂合金。

進(jìn)一步地，所得納米銀為均勻顆粒狀，顆粒尺寸為44.7±29.4nm。

進(jìn)一步地，D-半胱氨酸通過(guò)銀與D-半胱氨酸上巰基的特異性結(jié)合接枝在涂層表面。

如上所述的基于納米銀/D-半胱氨酸的自組裝抗菌涂層的制備方法，其特征在于，包括步驟如下：

(1)通過(guò)自組裝方法，在生物醫(yī)用不銹鋼、鈦合金、鎂合金上沉積聚多巴胺，作為基底；

(2)通過(guò)自組裝方法，在基底上沉積納米銀顆粒；

(3)通過(guò)銀與D-半胱氨酸上巰基的特異性結(jié)合，在銀顆粒上接枝D-半胱氨酸。

進(jìn)一步地，步驟(1)中利用自組裝方法沉積聚多巴胺的方法為：打磨過(guò)的生物醫(yī)用不銹鋼、鈦合金、鎂合金試樣置于鹽酸多巴胺的Tris緩沖溶液震蕩，鹽酸多巴胺的濃度為2mg/ml，pH為8.5，震蕩速度為25-50rpm，浸泡溫度為25℃，浸泡時(shí)間為16h-48h，超聲時(shí)間為10-20s，取出試樣并超聲去除表面非穩(wěn)定附著的多巴胺顆粒，作為基底；

進(jìn)一步地，步驟(2)中利用自組裝方法沉積納米銀顆粒的方法為：基底試樣置于硝酸銀溶液，硝酸銀的濃度為1-5mg/ml，浸泡時(shí)間為1-10h，浸泡溫度為25℃。