CN104830135B - 一种抗菌涂层 - Google Patents

Abstract

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。

Description

一种抗菌涂层

技术领域

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

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,Edwards J,Richards C,et al.,Public Health Rep,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。研究表明，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元。

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：

(1)本体掺杂抗菌剂方法

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。

(2)表面化学接枝抗菌剂方法

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。

(3)表面浸渍渗透抗菌剂方法

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。

(4)表面涂层方法

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

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。

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。

优选的，所述聚吖内酯包括吖内酯重复单元；

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)。

本发明提供一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。

优选的，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；R³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。

优选的，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。

优选的，所述多巴胺和所述吖内酯重复单元的摩尔比为1:100～20:100。

优选的，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℃。

优选的，所述步骤B)具体包括，将所述步骤A)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。

优选的，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。

优选的，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。

本发明提供了一种抗菌涂层，由多巴胺、聚吖内酯、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。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1得到的抗菌涂层的表面细菌密度；

图2为本发明比较例1中医用聚丙烯薄膜原样的表面细菌密度；

图3为本发明比较例2中抗细菌粘附涂层的表面细菌密度；

图4为本发明比较例3中杀菌涂层的表面细菌密度。

具体实施方式

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对基体表面的粘结强度高，涂层的稳定性好。

本发明提供的抗菌涂层的制备原料包括多巴胺，所述多巴胺优选包括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，本发明利用所述多巴胺中的儿茶酚基团的粘附特性，使得到的抗菌涂层具有较高的粘附强度，并且粘附稳定性好。

本发明提供的抗菌涂层的制备原料包括聚吖内酯，所述聚吖内酯的聚合度优选为100～800，更优选为200～700，最优选为300～600；所述聚吖内酯包括吖内酯重复单元。所述聚吖内酯优选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；R³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。在本发明中，所述吖内酯优选为2-乙烯基-4,4-二甲基-1,3-恶唑啉-5-酮、2-乙烯基-4,4-二乙基-1,3-恶唑啉-5-酮、2-乙烯基-4,4-二丁基-1,3-恶唑啉-5-酮、2-异丙烯基-4,4-二甲基-1,3-恶唑啉-5-酮、2-异丙烯基-4,4-二乙基-1,3-恶唑啉-5-酮、2-异丙烯基-4,4-二环己烷基-1,3-恶唑啉-5-酮和2-异丙烯基-4,4-二丁基-1,3-恶唑啉-5-酮中的一种或几种。参照式1，在制备聚吖内酯过程中，R¹和R²之间的双键打开，得到吖内酯重复单元，所述吖内酯重复单元之间进行聚合，得到聚吖内酯。

本发明优选按照以下步骤由吖内酯单体聚合得到聚吖内酯：

在氮气保护下，以偶氮二异丁腈为引发剂，将吖内酯溶液进行聚合，得到聚吖内酯。本发明优选在密封的条件下，将所述偶氮二异丁腈和乙酸乙酯混合，再与所述吖内酯混合，进行聚合反应，得到聚吖内酯。在本发明中，所述偶氮二异丁腈与吖内酯单体的质量比优选为(0.5～1)：100；所述乙酸乙酯与所述吖内酯单体的质量比优选为(7.5～10)：1；所述聚合的温度优选为50～100℃，更优选为60～90℃，最优选为70～80℃；所述聚合的时间优选为1～24小时，更优选为3～20小时，最优选为5～18小时。本发明优选采用回流的方式进行所述聚合反应。

完成所述聚合反应后，本发明优选将反应产物冷却至室温，然后依次加入二氯乙烷和己烷，进行沉淀，将得到的沉淀物进行离心分离，得到聚吖内酯，本发明优选将所述聚合反应得到的反应产物沉淀两次，得到聚吖内酯。本发明对所述二氯乙烷和己烷的用量没有特殊的限制，能够将所述聚合反应得到的反应产物沉淀完全即可。

在本发明中，所述多巴胺和吖内酯重复单元的摩尔比优选为1:100～20:100，更优选为3：100～18:100，最优选为5:100～15:100。

本发明提供的抗菌涂层的制备原料中包括抗细菌粘附剂，所述抗细菌粘附剂优选为含伯胺基的抗细菌粘附剂，更优选为伯胺基聚乙二醇和/或D-葡萄糖胺；所述抗细菌粘附剂与所述吖内酯重复单元的摩尔比优选为40：100～60:100，更优选为45:100～55:100，最优选为50:100。

本发明提供的抗菌涂层的制备原料包括杀菌剂，所述杀菌剂优选为含伯胺基的杀菌剂，更优选为伯胺基季铵盐、聚多肽、硫酸庆大霉素、妥布霉素、溶菌酶和RNA酶中的一种、两种或两种以上的混合物；所述杀菌剂与所述吖内酯重复单元的摩尔比优选为20:100～50:100，更优选为25：100～45:100，最优选为30：100～40:100。本发明对所述杀菌剂的来源没有特殊的限制，具体的在本发明的实施例中，可采用武汉欣欣佳丽生物科技有限公司生产的天蚕素抗菌肽；百灵威科技有限公司生产的硫酸庆大霉素、妥布霉素和溶菌酶(来自鸡蛋白)；美国aldrich化学试剂有限公司生产的核糖核酸酶A(来自牛胰腺)。

本发明采用特定配比的抗细菌粘附剂和杀菌剂，能够使其更好的发挥协同作用，使抗菌和杀菌的效果达到平衡，从而使抗菌性能更优异，更长效，且对血液和体细胞的不良影响更小，生物相容性更优良；并且，吖内酯单元与伯胺反应具有点击化学的特性，抗细菌粘附剂和杀菌剂的接枝点密度高，反应速度快，反应进行彻底，条件温和，不需额外催化剂，无其他副反应。

本发明还提供一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。

本发明将多巴胺和聚吖内酯反应，得到聚合物中间体，本发明优选将所述多巴胺和聚吖内酯分别与二甲基亚砜混合，得到多巴胺溶液和聚吖内酯溶液，然后将所述多巴胺溶液和聚吖内酯溶液混合，在氮气保护条件下，进行反应，得到聚合物中间体。在本发明中，所述多巴胺和聚吖内酯的种类、用量和来源与上述技术方案中多巴胺和聚吖内酯的种类、用量和来源一致，在此不再赘述。本发明对所述与多巴胺和聚吖内酯混合所用的二甲基亚砜的用 量没有特殊的限制，能够将其充分溶解即可。在本发明中，所述多巴胺和聚吖内酯反应的时间优选为1～6小时，更优选为2～5小时，最优选为3～4小时；所述多巴胺与聚吖内酯反应的温度优选为40～110℃，更优选为50～100℃，最优选为60～90℃。本发明优选在搅拌的条件下进行所述多巴胺和聚吖内酯的反应。

完成所述多巴胺和聚吖内酯的反应后，本发明优选将多巴胺和聚吖内酯的反应产物冷却至室温，然后依次加入二氯乙烷和己烷，进行沉淀，经离心分离后除去沉淀物，得到聚合物中间体。本发明对所述二氯乙烷和己烷的用量没有特殊的限制，能够将所述反应产物沉淀完全即可。

得到聚合物中间体后，本发明将所述聚合物中间体附着在基体表面，得到聚合物中间体涂层，本发明优选将所述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，更优选将基体浸入所述聚合物中间体中，然后依次经过紫外光照射和干燥，得到聚合物中间体涂层。在本发明中，所述浸入聚合物中间体的时间优选为1～24小时，更优选为5～20小时，最优选为10～15小时；所述浸入聚合物中间体的温度优选为20～60℃，更优选为30～50℃，最优选为40℃。本发明对所述基体的形状和材质没有特殊的限制，优选采用医疗器械作为基体。具体的，如医用聚丙烯薄膜、医用聚乙烯薄膜、医用聚丙烯导管、医用聚乙烯导管等医用高分子基体。

在本发明中，所述紫外光的光源优选为低压汞灯、中压汞灯、高压汞灯、碘钨灯和加滤光片中的一种或几种，所述紫外光的主透过波长优选为180～420nm，更优选为200～400nm，所述紫外光照射的时间优选为1～10min，更优选为2～8min。

在本发明中，所述干燥的时间优选为20～30小时，更优选为24～28小时；所述干燥的温度优选为55～75℃，更优选为60～70℃；所述干燥优选为真空干燥。最终，本发明得到的聚合物中间体涂层紧密的结合在基体的表面。

得到聚合物中间体涂层后，本发明将抗细菌粘附剂和杀菌剂附着在所述聚合物中间体涂层表面，得到抗菌涂层。本发明优选将所述抗细菌粘附剂和所述杀菌剂与水混合，得到含有抗细菌粘附剂和杀菌剂的水溶液，然后将所述聚合物中间体涂层浸入含有抗细菌粘附剂和杀菌剂的水溶液中，进行反应，得到抗菌涂层。在本发明中，所述抗细菌粘附剂和杀菌剂的种类、用量和来 源与上述技术方案中抗细菌粘附剂和杀菌剂的种类、用量和来源一致，在此不再赘述。在本发明中，所述含有抗细菌粘附剂和杀菌剂的水溶液中，抗细菌粘附剂的重量份数优选为2～5％，更优选为3～4％；杀菌剂的重量份数优选为0.5～2％，更优选为1～1.5％。

在本发明中，所述聚合物中间体涂层与所述含有抗细菌粘附剂和杀菌剂的水溶液反应的温度优选为20～60℃，更优选为30～50℃；所述聚合物中间体涂层与所述含有抗细菌粘附剂和杀菌剂的水溶液反应的时间优选为3～60min，更优选为10～50min，最优选为20～40min。

完成上述反应后，本发明优选将附着有抗细菌粘附剂和杀菌剂的涂层依次进行清洗和干燥，得到抗菌涂层。本发明优选在水浴振荡的条件下，依次采用乙醇和去离子水进行清洗，得到清洗后的涂层。在本发明中，所述水浴振荡的频率优选为100～150Hz，更优选为120～130Hz；所述乙醇清洗的时间优选为20～50min，更优选为25～40min；所述去离子水清洗的时间优选为20～50min，更优选为25～40min。本发明对所述清洗用的乙醇和去离子水的用量没有特殊的限制。

完成所述清洗后，本发明优选将清洗后的涂层进行干燥，得到抗菌涂层。在本发明中，所述干燥优选为真空干燥，所述干燥的时间优选为20～30小时，更优选为24～28小时；所述干燥的温度优选为40～80℃，更优选为60～70℃。

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；由于聚合物涂层中吖内酯单元与伯胺反应具有点击化学的特性，抗细菌粘附剂和杀菌剂的接枝点密度高，反应速度快，反应进行彻底，条件温和，不需额外催化剂，无其他副反应；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。实验结果表明，经过60min的超声后，本发明提供的抗菌涂层的存留率最高能够达到98.7％。

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进入聚合物溶液中，即可得到抗菌涂层，方法简单易操作，适用于各种材质和形状的基体。

为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种抗菌涂层及其制备方法进行详细描述，但不能将其理解为对本发明保护范围的限定。

在以下实施例中，医用聚丙烯薄膜采用威高集团有限公司生产的型号为1600E的医用聚丙烯薄膜。

实施例1

三颈瓶中加入引发剂偶氮二异丁腈4mg，乙酸乙酯3g，温度升至50℃搅拌溶解。加入2-乙烯基-4,4-二甲基-1,3-恶唑啉-5-酮300mg。氮气吹扫瓶内空气10min。氮气保护，反应密封，50℃搅拌回流24h。反应完毕，冷却至室温，加入5g二氯甲烷，随后加入己烷沉淀，得到的沉淀物离心分离。随后再次溶到少量二氯甲烷中，用己烷进行二次沉淀，离心得到聚吖内酯产物。

将10mmol的聚吖内酯加入到三口瓶中，加入二甲基亚砜50g搅拌溶解。0.lmmol的3,4-二羟基苯丙氨酸溶于1g二甲基亚砜中，加入到聚吖内酯溶液中。在氮气保护下，40℃搅拌反应6h。反应完毕，冷却至室温，加入少量二氯甲烷，随后用己烷沉淀，离心分离，制得含聚吖内酯官能团和儿茶酚官能团的聚合物。

将医用聚丙烯薄膜(重量为W₀)浸入制得的含聚吖内酯官能团和儿茶酚官能团聚合物溶液中，在温度20℃下，浸入24h后，将医用聚丙烯薄膜取出置于300W高压汞灯下照射1min，在70℃下，真空干燥24h，在医用聚丙烯薄膜表面制得聚合物中间体涂层。

将制得的表面有聚合物中间体涂层的医用聚丙烯薄膜浸入含2.0wt％伯胺基聚乙二醇、1.0wt％伯胺基季铵盐的水溶液中，反应温度20℃，反应60min后，随后医用聚丙烯薄膜在120Hz的水浴振荡条件下，先后采用乙醇、去离子水各清洗25min后，在60℃下，真空干燥24h，在医用聚丙烯薄膜表面制得抗菌涂层。

本发明得到的表面有抗菌涂层的医用聚丙烯薄膜(重量为W₁)分别在超声波清洗机中处理10min和60min后，在60℃下，真空干燥24h后，称重(重量即为W₂)。计算涂层存留率，其计算公式为：涂层留存率(％)＝(W₂-W₀/W₁-W₀)×100％。结果如表1所示，表1为本发明实施例1～7得到的抗菌涂层的涂层存留率。

本发明将本实施例得到的具有抗菌涂层的医用聚丙烯薄膜在含有细菌浓度为10⁷Cells/mL的LB营养液中培养36h后，采用扫描电子显微镜拍摄膜表面细菌密度。结果如图1所示，图1为本发明实施例1得到的抗菌涂层的表面细菌密度。

实施例2

三颈瓶中加入引发剂偶氮二异丁腈8mg，乙酸乙酯6g，温度升至60℃搅拌溶解。加入2-乙烯基-4,4-二乙基-1,3-恶唑啉-5-酮800mg。氮气吹扫瓶内空气10min。氮气保护，反应密封，100℃搅拌回流1h。反应完毕，冷却至室温，加10g二氯甲烷，随后加入己烷沉淀，得到的沉淀物离心分离。随后再次溶到少量二氯甲烷中，用己烷进行二次沉淀，离心得到聚吖内酯产物。

将10mmol的聚吖内酯加入到三口瓶中，加入二甲基亚砜50g搅拌溶解。2mmol的3,4-二羟基苯乙胺溶于10g二甲基亚砜中，加入到聚吖内酯溶液中。在氮气保护下，110℃搅拌反应1h。反应完毕，冷却至室温，加入少量二氯甲烷，随后用己烷沉淀，离心分离，制得含聚吖内酯官能团和儿茶酚官能团的聚合物。

将医用聚丙烯薄膜浸入制得的含聚吖内酯官能团和儿茶酚官能团聚合物溶液中，在温度60℃下，浸入1h后，将医用聚丙烯薄膜取出置于30W高压汞灯下照射10min，在60℃下，真空干燥24h，在医用聚丙烯薄膜表面制得聚合物中间体涂层。

将制得的表面有聚合物中间体涂层的医用聚丙烯薄膜浸入3.0wt％D-葡萄糖胺、2.0wt％聚多肽的水溶液中，反应温度60℃，反应3min后，随后医用聚丙烯薄膜在120Hz的水浴振荡条件下，先后采用乙醇、去离子水各清洗25min后，在60℃下，真空干燥24h，在医用聚丙烯薄膜表面制得抗菌涂层。

本发明按照实施例1中的方法测试了本实施例得到的抗菌涂层的涂层存留率，结果如表1所示，表1为本发明实施例1～7得到的抗菌涂层的涂层存留率。

实施例3

三颈瓶中加入引发剂偶氮二异丁腈8mg，乙酸乙酯6g，温度升至60℃搅拌溶解。加入2-乙烯基-4,4-二丁基-1,3-恶唑啉-5-酮800mg。氮气吹扫瓶内空气10min。氮气保护，反应密封，75℃搅拌回流12h。反应完毕，冷却至室 温，加入10g二氯甲烷，随后加入己烷沉淀，得到的沉淀物离心分离。随后再次溶到少量二氯甲烷中，用己烷进行二次沉淀，离心得到聚吖内酯产物。

将10mmol的聚吖内酯加入到三口瓶中，加入二甲基亚砜50g搅拌溶解。0.2mmol的去甲肾上腺素溶于2g二甲基亚砜中，加入到聚吖内酯溶液中。在氮气保护下，75℃搅拌反应3.5h。反应完毕，冷却至室温，加入少量二氯甲烷，随后用己烷沉淀，离心分离，制得含聚吖内酯官能团和儿茶酚官能团的聚合物。

将医用聚丙烯薄膜浸入制得的含聚吖内酯官能团和儿茶酚官能团聚合物溶液中，在温度40℃下，浸入12h后，将医用聚丙烯薄膜取出置于100W高压汞灯下照射2min，在60℃下，真空干燥24h，在医用聚丙烯薄膜表面制得聚合物中间体涂层。

将制得的表面有聚合物中间体涂层的医用聚丙烯薄膜浸入4.0wt％伯胺基聚乙二醇、0.5wt％硫酸庆大霉素的水溶液中，反应温度40℃，反应30min后，随后医用聚丙烯薄膜在120Hz的水浴振荡条件下，先后采用乙醇、去离子水各清洗25min后，在60℃下，真空干燥24h，在医用聚丙烯薄膜表面制得抗菌涂层。

本发明按照实施例1中的方法测试了本实施例得到的抗菌涂层的涂层存留率，结果如表1所示，表1为本发明实施例1～7得到的抗菌涂层的涂层存留率。

实施例4

三颈瓶中加入引发剂偶氮二异丁腈8mg，乙酸乙酯6g，温度升至60℃搅拌溶解。加入2-异丙烯基-4,4-二甲基-1,3-恶唑啉-5-酮800mg。氮气吹扫瓶内空气10min。氮气保护，反应密封，70℃搅拌回流4h。反应完毕，冷却至室温，加入10g二氯甲烷，随后加入己烷沉淀，得到的沉淀物离心分离。随后再次溶到少量二氯甲烷中，用己烷进行二次沉淀，离心得到聚吖内酯产物。

将10mmol的聚吖内酯加入到三口瓶中，加入二甲基亚砜50g搅拌溶解。0.lmmol的3,4-二羟基苯丙氨酸溶于1g二甲基亚砜中，加入到聚吖内酯溶液中。在氮气保护下，40℃搅拌反应6h。反应完毕，冷却至室温，加入少量二氯甲烷，随后用己烷沉淀，离心分离，制得含聚吖内酯官能团和儿茶酚官能团的聚合物。

将医用聚丙烯薄膜浸入制得的含聚吖内酯官能团和儿茶酚官能团聚合物溶液中，在温度20℃，浸入24h后，将医用聚丙烯薄膜取出置于300W高压汞灯下照射1min，在70℃下，真空干燥24h，在医用聚丙烯薄膜表面制得聚合物中间体涂层。

将制得的表面有聚合物中间体涂层的医用聚丙烯薄膜浸入2.0wt％伯胺基聚乙二醇、2.0wt％妥布霉素的水溶液中，反应温度20℃，反应60min后，随后医用聚丙烯薄膜在120Hz的水浴振荡条件下，先后采用乙醇、去离子水各清洗25min后，在60℃下，真空干燥24h，在医用聚丙烯薄膜表面制得抗菌涂层。

本发明按照实施例1中的方法测试了本实施例得到的抗菌涂层的涂层存留率，结果如表1所示，表1为本发明实施例1～7得到的抗菌涂层的涂层存留率。

实施例5

三颈瓶中加入引发剂偶氮二异丁腈80mg，乙酸乙酯60g，温度升至60℃搅拌溶解。加入2-异丙烯基-4,4-二乙基-1,3-恶唑啉-5-酮8g。氮气吹扫瓶内空气10min。氮气保护，反应密封，70℃搅拌回流6h。反应完毕，冷却至室温，加入100g二氯甲烷，随后加入己烷沉淀，得到的沉淀物离心分离。随后再次溶到少量二氯甲烷中，用己烷进行二次沉淀，离心得到聚吖内酯产物。

将10mmol的聚吖内酯加入到三口瓶中，加入二甲基亚砜50g搅拌溶解。2mmol的3,4-二羟基苯乙胺溶于10g二甲基亚砜中，加入到聚吖内酯溶液中。在氮气保护下，110℃搅拌反应1h。反应完毕，冷却至室温，加入少量二氯甲烷，随后用己烷沉淀，离心分离，制得含聚吖内酯官能团和儿茶酚官能团的聚合物。

将医用聚丙烯薄膜浸入制得的含聚吖内酯官能团和儿茶酚官能团聚合物溶液中，在温度60℃下，浸入1h后，将医用聚丙烯薄膜取出置于30W高压汞灯下照射10min，在60℃下，真空干燥24h，在医用聚丙烯薄膜表面制得聚合物中间体涂层。

将制得的表面有聚合物中间体涂层的医用聚丙烯薄膜浸入5.0wt％D-葡萄糖胺、1.5wt％溶菌酶的水溶液中，反应温度60℃，反应3min后，随后医 用聚丙烯薄膜在120Hz的水浴振荡条件下，先后采用乙醇、去离子水各清洗25min后，在60℃下，真空干燥24h，在医用聚丙烯薄膜表面制得抗菌涂层。

本发明按照实施例1中的方法测试了本实施例得到的抗菌涂层的涂层存留率，结果如表1所示，表1为本发明实施例1～7得到的抗菌涂层的涂层存留率。

实施例6

三颈瓶中加入引发剂偶氮二异丁腈40mg，乙酸乙酯30g，温度升至60℃搅拌溶解。加入2-异丙烯基-4,4-二环己烷基-1,3-恶唑啉-5-酮4g。氮气吹扫瓶内空气10min。氮气保护，反应密封，80℃搅拌回流8h。反应完毕，冷却至室温，加入50g二氯甲烷，随后加入己烷沉淀，得到的沉淀物离心分离。随后再次溶到少量二氯甲烷中，用己烷进行二次沉淀，离心得到聚吖内酯产物。

将10mmol的聚吖内酯加入到三口瓶中，加入二甲基亚砜50g搅拌溶解。0.2mmol的去甲肾上腺素溶于2g二甲基亚砜中，加入到聚吖内酯溶液中。在氮气保护下，75℃搅拌反应3.5h。反应完毕，冷却至室温，加入少量二氯甲烷，随后用己烷沉淀，离心分离，制得含聚吖内酯官能团和儿茶酚官能团的聚合物。

将医用聚丙烯薄膜浸入制得的含聚吖内酯官能团和儿茶酚官能团聚合物溶液中，在温度40℃下，浸入12h后，将医用聚丙烯薄膜取出置于100W高压汞灯下照射2min，在60℃下，真空干燥24h，在医用聚丙烯薄膜表面制得聚合物中间体涂层。

将制得的表面有聚合物中间体涂层的医用聚丙烯薄膜浸入2.0wt％伯胺基聚乙二醇、1.0wt％D-葡萄糖胺、1.0wt％硫酸庆大霉素的水溶液中，反应温度40℃，反应30min后，随后医用聚丙烯薄膜在120Hz的水浴振荡条件下，先后采用乙醇、去离子水各清洗25min后，在60℃下，真空干燥24h，在医用聚丙烯薄膜表面制得抗菌涂层。

本发明按照实施例1中的方法测试了本实施例得到的抗菌涂层的涂层存留率，结果如表1所示，表1为本发明实施例1～7得到的抗菌涂层的涂层存留率。

实施例7

三颈瓶中加入引发剂偶氮二异丁腈40mg，乙酸乙酯30g，温度升至60℃搅拌溶解。加入2-异丙烯基-4,4-二丁基-1,3-恶唑啉-5-酮4g。氮气吹扫瓶内空气10min。氮气保护，反应密封，60℃搅拌回流12h。反应完毕，冷却至室温，加入50g二氯甲烷，随后加入己烷沉淀，得到的沉淀物离心分离。随后再次溶到少量二氯甲烷中，用己烷进行二次沉淀，离心得到聚吖内酯产物。

将10mmol的聚吖内酯加入到三口瓶中，加入二甲基亚砜50g搅拌溶解。2mmol的3,4-二羟基苯乙胺溶于10g二甲基亚砜中，加入到聚吖内酯溶液中。在氮气保护下，110℃搅拌反应1h。反应完毕，冷却至室温，加入少量二氯甲烷，随后用己烷沉淀，离心分离，制得含聚吖内酯和儿茶酚官能团的聚合物。

将医用聚丙烯薄膜浸入制得的含聚吖内酯官能团和儿茶酚官能团聚合物溶液中，在温度60℃下，浸入1h后，将医用聚丙烯薄膜取出置于30W高压汞灯下照射10min，在60℃下，真空干燥24h，在医用聚丙烯薄膜表面制得聚合物中间体涂层。

将制得的表面有聚合物中间体涂层的医用聚丙烯薄膜浸入3.0wt％伯胺基聚乙二醇、1.0wt％硫酸庆大霉素、0.5wt％妥布霉素的水溶液中，反应温度20℃，反应60min后，随后医用聚丙烯薄膜在120Hz的水浴振荡条件下，先后采用乙醇、去离子水各清洗25min后，在60℃下，真空干燥24h，在医用聚丙烯薄膜表面制得抗菌涂层。

本发明按照实施例1中的方法测试了本实施例得到的抗菌涂层的涂层存留率，结果如表1所示，表1为本发明实施例1～7得到的抗菌涂层的涂层存留率。

表1 本发明实施例1～7得到的抗菌涂层的涂层存留率

由表1可以看出，本发明添加了多巴胺的聚合物中间体的涂层存留率在超声10min、60min后分别高达99.5％、98.7％，说明本发明提供的抗菌涂层具有较好的附着力。

比较例1

将医用聚丙烯薄膜原样在含有细菌浓度为10⁷Cells/mL的LB营养液中培养36h后，采用扫描电子显微镜拍摄膜表面细菌密度。结果如图2所示，图2为本发明比较例1中医用聚丙烯薄膜原样的表面细菌密度。

比较例2

将本发明实施例1制得的表面有聚合物中间体涂层的医用聚丙烯薄膜浸入2.0wt％伯胺基聚乙二醇的水溶液中，反应温度20℃，反应60min后，随后医用聚丙烯薄膜在120Hz的水浴振荡条件下，先后采用乙醇、去离子水各清洗25min后，在60℃下，真空干燥24h，在医用聚丙烯薄膜表面制得抗细菌粘附涂层。

本发明按照比较例1中的方法测定了本比较例得到的抗细菌粘附涂层的表面细菌密度，结果如图3所示，图3为本发明比较例2中抗细菌粘附涂层的表面细菌密度。

比较例3

将本发明实施例1制得的表面有聚合物中间体涂层的医用聚丙烯薄膜浸入1.0wt％伯胺基季铵盐的水溶液中，反应温度20℃，反应60min后，随后医用聚丙烯薄膜在120Hz的水浴振荡条件下，先后采用乙醇、去离子水各清洗25min后，在60℃下，真空干燥24h，在医用聚丙烯薄膜表面制得杀菌涂层。

本发明按照比较例1中的方法测定了本实施例得到的杀菌涂层的表面细菌密度，结果如图4所示，图4为本发明比较例3中杀菌涂层的表面细菌密度。

由图1～4可以看出，比较例1中医用聚合物薄膜原样即没有抗细菌粘附性能，又没有杀菌性能，因此薄膜表面滋生大量细菌。比较例2制得的样品仅有抗细菌粘附性能而没有杀菌性能，因此极个别的细菌粘附后会快速繁殖，因此表面也滋生一定量的细菌。比较例3制得的样品具有杀菌性能，但由于杀死的细菌在表面不断累积，会降低杀菌剂与细菌接触，最终会导致杀菌性能消失，因此该类表面最终也会滋生细菌。而本发明实施例1提供的抗菌涂 层由于不抗细菌粘附剂和杀菌剂协同作用，使该涂层具有更为优异的抗细菌滋生性能。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

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；

所述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；

所述步骤C)中的抗细菌粘附剂为含伯胺基抗细菌粘附剂；

所述步骤C)中的杀菌剂为含伯胺基杀菌剂。

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.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；R³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。

4.根据权利要求1所述的抗菌涂层，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℃。

5.根据权利要求1所述的抗菌涂层，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。