一种抗菌涂层及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于医疗器械领域，尤其涉及一种抗菌涂层及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 目前，病人住院48~72小时期间的院内细菌感染比率为6~12%。2002年，仅 美国就发生170万例院内感染，不仅导致近10万病人死亡，还增加医疗费用约46亿美元 [KlevensR，EdwardsJ，RichardsC，etal.，PublicHealthRep, 2007, 122 (2): 160-166]。 医疗器械表面滋生细菌是引发院内感染的最主要原因。举例而言，仅医疗使用的各类医用 导管，如在中心静脉置管、血管内留置导管、于泌尿道治疗中使用导尿管、气管插管等，即会 引发多种部位院内感染，尤其是免疫缺陷或糖尿病患者、老人、婴儿和孕妇等更易引发器械 相关感染。研宄表明，血管内导管相关的感染是危重患者病情恶化甚至死亡的主要原因之 一。仅美国每年中心静脉导管引发的感染人数超过80万例，由此新增治疗费用高达数百亿 美兀。
[0003] 综上所述，改善医疗器械的表面抗菌性能，从而避免其表面滋生细菌，具有极其重 要的意义。目前，赋予或改善医疗器械表面抗菌性能，主要有如下几类方法：
[0004] (1)本体掺杂抗菌剂方法
[0005] 该方法将抗菌剂、助剂和高分子树脂复配、共混后，采用挤出、混炼或密炼等技术， 制得本体具有抗菌性能的高分子材料。中国发明专利ZL01144892.X公开了一类用于制备 高分子医疗器械的医用抗感染高分子材料组合物，该组合物除含有普通的医用级高分子树 脂外，还含有抗菌剂、润滑改性剂、分散剂和稳定剂。中国发明专利201410024761. 0公开了 一种抗菌医用导管材料及其制备方法，抗菌医用导管材料含有银系无机抗菌材料和医用高 分子材料。该类方法抗菌物质释放过快，抗菌效果持续性较差，保存期限较短。
[0006] (2)表面化学接枝抗菌剂方法
[0007] 该方法利用表面化学接枝反应，将抗菌剂化学键合到材料表面。中国发明专利 ZL200810046050. 8采用臭氧活化的方法涤纶材料进行表面臭氧活化引发丙烯酸共价接枝 聚合，再利用1_(3_二甲氨基丙基）_3_乙基碳二亚胺（EDC)活化聚丙烯酸链中的羧基共 价结合壳聚糖分子。利用壳聚糖分子的抗菌性，材料表面对表皮葡萄球菌粘附率最高可降 低86%，金黄色葡萄球菌的粘附率可降低94. 8%。中国发明专利ZL200910194328. 0通 过紫外光辐照接枝聚合反应在聚氨酯（PU)医用导管表面形成聚乙烯基吡咯烷酮改性层 (PU-g-PVP)，进而通过PU-g-PVP与碘的络合反应，制备PU-g-PVP-I修饰的表面。PVP-I与 导管表面以化学键相接，能够提高其亲水性和润滑性，改善材料的生物相容性和抗凝血性， 而PVP-I又使医用导管具有杀菌能力，解决了现有PU医用导管不具有抗菌和抗感染性能的 缺陷。该类方法过程相对较为复杂，反应条件要求较高，对具有复杂形状或不透明的器械， 很难得到性能均匀的接枝层。
[0008] (3)表面浸渍渗透抗菌剂方法
[0009] 将医疗器械浸渍于季铵盐、抗生素或其他抗菌剂溶液中，使抗菌物质渗入医疗器 械。这类方法的缺陷是抗菌物质释放不均匀，前期释放量大，抗菌效果持续时间短。
[0010] (4)表面涂层方法
[0011] 医疗器械表面直接涂覆含抗菌剂的涂层溶液，或依靠胶粘剂将抗菌剂负载在器械 表面。中国发明专利200910104595. 4公开了一种采用微量喷射装置，将结合有抗菌剂的高 分子溶液喷涂到医用导管表面，明显地降低了与导管相关的感染发生率，并提高了抗菌剂 的耐高温性能。中国发明专利201210368506. 9公开了一种医用导管的表面沉积一层含有 抗菌成分的聚合物涂层方法，抗菌涂层的成分包括抗菌剂和作为抗菌剂载体的高聚物。该 抗菌涂层能够有效抑制细菌的生长，并在较长时间内发挥良好的抗菌能力。这类方法简单、 实用，但存在的不足为：涂层易脱落，安全性较低。
【发明内容】
[0012] 本发明的目的在于提供一种抗菌涂层及其制备方法，本发明提供的抗菌涂层对基 体表面的粘结强度较好，不易脱落，并且抗菌性能优异。
[0013] 本发明提供一种抗菌涂层，由聚吖内酯、多巴胺、抗细菌粘附剂和杀菌剂制备得 到。
[0014] 优选的，所述聚吖内酯包括吖内酯重复单元；
[0015] 所述聚吖内酯、多巴胺、抗细菌粘附剂和杀菌剂的摩尔比为100:(1~20):(40~ 60) : (20 ~50)。
[0016] 本发明提供一种抗菌涂层的制备方法，包括以下步骤：
[0017] A)将多巴胺和聚吖内酯反应，得到聚合物中间体；
[0018] B)将所述步骤A)得到的聚合物中间体附着在基体表面，得到聚合物中间体涂层；
[0019] C)将抗细菌粘附剂和杀菌剂附着在所述步骤B)得到的聚合物中间体涂层表面， 得到抗菌涂层。
[0020] 优选的，所述聚吖内酯包括吖内酯单元；
[0021] 所述聚吖内酯由吖内酯单体聚合得到，所述吖内酯单体具有式1所示结构：
[0022]
【主权项】
1. 一种抗菌涂层，由聚吖内酯、多巴胺、抗细菌粘附剂和杀菌剂制备得到。
2. 根据权利要求1所述的抗菌涂层，其特征在于，所述聚吖内酯包括吖内酯重复单元； 所述吖内酯重复单元、多巴胺、抗细菌粘附剂和杀菌剂的摩尔比为100 :(1~20): (40 ~60) : (20 ~50)。
3. -种抗菌涂层的制备方法，包括以下步骤： A) 将多巴胺和聚吖内酯反应，得到聚合物中间体； B) 将所述步骤A)得到的聚合物中间体附着在基体表面，得到聚合物中间体涂层； C) 将抗细菌粘附剂和杀菌剂附着在所述步骤B)得到的聚合物中间体涂层表面，得到 抗菌涂层。
4. 根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述聚吖内酯包括吖内酯单元； 所述聚吖内酯由吖内酯单体聚合得到，所述吖内酯单体具有式1所示结构：
式1中，R1和R2独立的选自H或具有1~4个碳原子的烷基；R 3和R4独立的选自具有 1~6个碳原子的烷基或具有5~6个碳原子的环烷基。
5. 根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述多巴胺包括3, 4-二羟基苯丙氨 酸、3, 4-二羟基苯乙胺和去甲肾上腺素中的一种或几种。
6. 根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述多巴胺和所述吖内酯重复单元 的摩尔比为1:100~20:100。
7. 根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤A)中反应的时间为1~6 小时； 所述步骤A)中反应的温度为40~110°C。
8. 根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤B)具体包括： 将所述步骤A)得到的聚合物中间体附着在基体表面，依次经过紫外光照射和干燥后， 得到聚合物中间体涂层。
9. 根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤C)中的抗细菌粘附剂为含 伯胺基抗细菌粘附剂； 所述抗细菌粘附剂与吖内酯重复单元的摩尔比为40 :100~60:100。
10. 根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤C)中的杀菌剂为含伯胺基 杀菌剂； 所述杀菌剂与吖内酯重复单元的摩尔比为20:100~59:100。
【专利摘要】本发明提供了一种抗菌涂层，由聚吖内酯、多巴胺、抗细菌粘附剂和杀菌剂制备得到。本发明提供的抗菌涂层利用多巴胺中儿茶酚单元的粘附特性，涂层粘附性高，粘附稳定性好，适用于各种表面性质和复杂形状的医疗器械，具有较强的普适性和实用性；抗细菌粘附剂和杀菌剂能够发挥协同作用，使本发明提供的抗菌涂层抗菌效果更优异，对血液和体细胞的不良影响更小，并且生物相容性更优良。本发明还提供了一种抗菌涂层的制备方法。本发明提供的制备方法仅需将基体浸入聚合物溶液中，即可得到抗菌涂层，方法简单易操作，适用性广。
【IPC分类】C09D5-14, C08F8-32, C08F126-06, C09D139-04
【公开号】CN104830135
【申请号】CN201510221747
【发明人】栾世方, 殷敬华, 闫顺杰, 袁帅帅, 石恒冲
【申请人】中国科学院长春应用化学研究所
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年5月4日