具有长效抗菌功能的涂层材料及其制备方法和医疗器械与流程

本发明涉及医用材料，具体而言，涉及具有长效抗菌功能的涂层材料及其制备方法和医疗器械。

背景技术：

1、目前，随着植入式医疗器械越来越广泛的使用，其使用的安全性也得到了极大的提高。然而，伴随着设备数量的逐步增加，设备相关感染也成为了主要的并发症之一。这样的并发症不仅会直接影响植入式医疗器械的使用寿命，更进一步造成极大的安全隐患，对患者的身体健康产生威胁。因此，研究和使用抗菌材料来提高植入式医疗器械的抗菌能力，可以有效地避免设备相关感染的发生，从而更好地保护患者的身体健康。

2、目前针对上述并发症等相关问题的主要策略是通过系统给药方式进行抗生素和一些其他辅助治疗。但是，长期的使用抗生素会导致细菌产生耐药性，使得感染反复、难以治愈等一系列副作用显著增加。因此，抗菌材料广泛应用于医疗器械的表面设计，研究和使用抗菌材料可以更好地解决上述问题，避免或减少植入式医疗器械的感染，从而使患者受益更大。

3、但是，目前的相关调研对于临床上的植入式器械都在尝试采用表面改性的方法，而表面改性的很多工艺也存在着复杂、繁琐的过程，过程中也会经常用到一些有毒化学试剂。

4、因此，亟需研发一种简便易行、绿色环保的方法制备具有长效抗菌功能的涂层。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供具有长效抗菌功能的涂层材料及其制备方法和医疗器械，旨在提供一种简便易行且绿色环保的方法，制备具备长效抗菌功能的涂层材料。

2、本发明是这样实现的：

3、第一方面，本发明提供一种具有长效抗菌功能的涂层材料的制备方法，包括：将基材与多酚类化合物和抗菌分子形成的混合溶液混合反应，以形成抗菌修饰涂层；将具有抗菌修饰涂层的材料置于交联剂溶液中反应；

4、其中，抗菌分子为抗菌多肽或抗菌蛋白；交联剂溶液中的交联剂为具有两端氨基官能团的有机化合物。

5、在可选的实施方式中，将基材浸泡于混合溶液中反应，在混合溶液中，多酚类化合物的浓度为0.01mg/ml-100mg/ml，抗菌分子的浓度为0.01mg/ml-100mg/ml，混合溶液的ph值为3-6。

6、在可选的实施方式中，多酚类化合物选自单宁酸、表儿茶素、表没食子儿茶素、表儿茶素没食子酸酯、表没食子儿茶素没食子酸酯、丹酚酸、原花青素、茶黄素、花色素苷、黄酮类化合物和褐藻多酚中的至少一种。

7、在可选的实施方式中，抗菌分子选自ll-37、环肽素、溶菌酶、β-转化酶抑制剂、碱性成纤维细胞生长因子、尿肽、抗菌素b、乳酸链球菌肽、醋酸培西加南、牛蛙皮肤抗菌肽、双肽细菌素、牛嗜中性粒细胞抗菌肽、烟粉虱抗真菌肽、和鲎素抗菌肽中的至少一种。

8、在可选的实施方式中，基材在混合溶液中的反应温度为0℃-50℃，反应时间为0.1h-36h，反应过程在含氧气氛下进行。

9、在可选的实施方式中，交联剂溶液的浓度为0.01mg/ml-100mg/ml，ph值为8-11，控制反应温度为4℃-60℃，反应时间为0.5h-72h；

10、优选地，在交联剂溶液中反应的过程中，控制反应温度为10℃-40℃，反应时间为5h-25h。

11、在可选的实施方式中，交联剂选自硒代胱胺、胱胺、己二胺、乙二胺、丁二胺、辛胺和二乙二胺中的至少一种。

12、在可选的实施方式中，基材选自金属材料、无机非金属材料、高分子材料、生物医用微纳米粒子、天然生物材料和人工合成多肽类水凝胶材料中的至少一种；

13、其中，金属材料包括不锈钢、铁及其合金、镁及其合金、钛及其合金、锌及其合金和钴基合金；

14、无机非金属材料包括二氧化钛、氧化钛、氮化钛、陶瓷、硅、二氧化硅、碳化硅、磷酸钙、氮化硅、磷酸钙、硅铝酸盐、生物玻璃、羟基磷灰石、碳素材料、金刚石和类金刚石；

15、高分子材料包括涤纶、聚乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚丙烯、聚碳酸酯、碳共聚物、聚乙醇酸、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯、聚甲醛、聚苯乙烯、聚醋酸乙烯酯、聚乳酸、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚三亚甲级碳酸酯、聚羟基脂肪酸酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚酰胺、聚二(恶)烷、环氧树脂、硅橡胶、硅凝胶、聚丙烯酸及其衍生物、聚乙二醇及其衍生物、聚乙烯醇、聚己内酯和聚氨酯；

16、生物医用微纳米粒子包括四氧化三铁纳米粒子、二氧化硅纳米粒子、氧化钛纳米粒子和氧化锌纳米粒子；

17、天然生物材料包括可塑性淀粉基材料、明胶、胶原蛋白、透明质酸钠、纤维蛋白、海藻酸钠、琼脂糖、丝蛋白、角质蛋白、纤维素、半纤维素、木质素、甲壳素及其衍生物和动物来源的脱细胞组织和器官；

18、人工合成多肽类水凝胶材料包括聚l-赖氨酸和聚l-谷胺酸。

19、第二方面，本发明提供一种具有长效抗菌功能的涂层材料，通过前述实施方式中任一项的制备方法制备而得。

20、第三方面，本发明提供一种医疗器械，包括前述实施方式的具有长效抗菌功能的涂层材料。

21、本发明具有以下有益效果：利用多酚类化合物和抗菌分子通过氢键等非共价作用在基材表面初步形成抗菌修饰涂层，然后通过与交联剂溶液反应，利用交联剂中含有的伯氨基与酚羟基进行共价交联，形成网络结构装载其中的抗菌多肽或抗菌蛋白，形成具有长效抗菌功能的涂层。本发明所提供的制备方法简便易行、绿色环保，制备获得的抗菌多肽缓释涂层的杀菌抗菌功能可广泛应用于植入式医疗器械。

技术特征：

1.一种具有长效抗菌功能的涂层材料的制备方法，其特征在于，包括：将基材与多酚类化合物和抗菌分子形成的混合溶液反应，以形成抗菌修饰涂层；将具有所述抗菌修饰涂层的材料置于交联剂溶液中反应；

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将所述基材浸泡于所述混合溶液中反应，在所述混合溶液中，所述多酚类化合物的浓度为0.01mg/ml-100mg/ml，所述抗菌分子的浓度为0.01mg/ml-100mg/ml，所述混合溶液的ph值为3-6。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述多酚类化合物选自单宁酸、表儿茶素、表没食子儿茶素、表儿茶素没食子酸酯、表没食子儿茶素没食子酸酯、丹酚酸、原花青素、茶黄素、花色素苷和褐藻多酚中的至少一种。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述抗菌分子选自ll-37、环肽素、溶菌酶、β-转化酶抑制剂、碱性成纤维细胞生长因子、尿肽、抗菌素b、乳酸链球菌肽、醋酸培西加南、牛蛙皮肤抗菌肽、双肽细菌素、牛嗜中性粒细胞抗菌肽、烟粉虱抗真菌肽和鲎素抗菌肽中的至少一种。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述基材在所述混合溶液中的反应温度为0℃-50℃，反应时间为0.1h-36h，反应过程在含氧气氛下进行。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述交联剂溶液的浓度为0.01mg/ml-100mg/ml，ph值为8-11，控制反应温度为4℃-60℃，反应时间为0.5h-72h；

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述交联剂选自硒代胱胺、胱胺、己二胺、乙二胺、丁二胺、辛胺和二乙二胺中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述基材选自金属材料、无机非金属材料、高分子材料、生物医用微纳米粒子、天然生物材料和人工合成多肽类水凝胶材料中的至少一种；

9.一种具有长效抗菌功能的涂层材料，其特征在于，通过权利要求1-8中任一项所述的制备方法制备而得。

10.一种医疗器械，其特征在于，包括权利要求9所述的具有长效抗菌功能的涂层材料。

技术总结
本发明公开了具有长效抗菌功能的涂层材料及其制备方法和医疗器械，涉及医用材料技术领域。利用多酚类化合物和抗菌分子通过氢键等非共价作用在基材表面初步形成抗菌修饰涂层，然后通过与交联剂溶液反应，利用交联剂中含有的伯氨基与酚羟基进行共价交联，形成网络结构装载其中的抗菌多肽或抗菌蛋白，形成具有长效抗菌功能的涂层。本发明所提供的制备方法简便易行、绿色环保，制备获得的抗菌多肽缓释涂层的杀菌抗菌功能可广泛应用于植入式医疗器械。

技术研发人员：杨志禄,马青,徐佳乐,柯佑
受保护的技术使用者：东莞市人民医院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25