CN112263712A - 一种具有抗菌性能的腹膜修复材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及生物材料表面改性技术领域,具体涉及一种具有抗菌性能的腹膜修复材料及其制备方法,其制备方法包括如下步骤:1)利用等离子体对聚丙烯腹膜修复材料进行处理;(2)将步骤(1)中处理之后的腹膜修复材料浸入抗菌多肽溶液,进行接枝反应;(3)将步骤(2)中处理之后的腹膜修复材料利用去离子水和乙醇清洗,得到具有抗菌性能的腹膜修复材料。本发明通过在聚丙烯腹膜修复材料表面构建一种具有促粘附序列的抗菌多肽分子来制备具有抗菌性能的腹膜修复材料,其制备方法操作简单易控,生产效率高,利于大规模生产,制得的膜修复材料能够有效预防临床细菌感染,具有广阔的临床应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及生物材料表面改性技术领域,具体涉及一种具有抗菌性能的腹膜修复材料及其制备方法。
背景技术
自发疾病及腹部外科手术会产生腹膜病变和缺损,使患者出现内环境紊乱、腹腔内粘连、腹壁疝和恶性肿瘤转移等问题,严重影响患者生活质量,甚至危及生命,造成经济损失数百亿。在我国,每年有愈400百万患者需要进行腹膜修补术,腹膜修复材料需求量巨大。
临床上最常用的腹膜修复材料为聚丙烯基腹膜修复材料。该类材料在修复腹膜的过程中,普遍面临细菌感染风险。细菌感染一旦发生,需要重新进行手术,给患者带来肉体、精神和经济压力。同时,严重的细菌感染还会威胁患者的生命安全。因此,开发具有抗细菌感染功能的腹膜修复材料,成为临床的迫切需求,具有巨大的应用前景。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足,本发明的目的在于提供一种具有抗菌性能的腹膜修复材料及其制备方法,该方法通过在聚丙烯腹膜修复材料表面构建一种具有促粘附序列的抗菌多肽分子来制备具有抗菌性能的腹膜修复材料,其操作简单易控,生产效率高,利于大规模生产,制得的膜修复材料能够有效预防临床细菌感染,具有广阔的临床应用前景。
本发明的目的通过下述技术方案实现:一种具有抗菌性能的腹膜修复材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)利用等离子体对聚丙烯腹膜修复材料进行处理;
(2)将步骤(1)中处理之后的腹膜修复材料浸入抗菌多肽溶液,进行接枝反应;
(3)将步骤(2)中处理之后的腹膜修复材料利用去离子水和乙醇清洗,得到具有抗菌性能的腹膜修复材料。
进一步的,所述步骤(1)中,所述等离子体处理气氛为氧气或者空气,处理时间为1-15min。
进一步的,所述步骤(2)中,所述抗菌多肽分子序列如SEQ ID NO:1所示,其中,如SEQ ID NO:2所示序列为促粘附序列,如SEQ ID NO:3所示序列为抗菌序列。步骤(2)中所述抗菌多肽分子序列为:Cys-Lys-His-Lys-Glys-Lys-His-Lys-Glys-Lys-His-Lys-Glys-Lys-His-Lys-Glys-Lys-His-Lys-Gly-Lys-Arg-Trp-Trp-Lys-Trp-Trp-Arg-Arg。其中:
Cys-Lys-His-Lys-Glys-Lys-His-Lys-Glys-Lys-His-Lys-Glys-Lys-His-Lys-Glys-Lys-His-Lys-Gly为促粘附序列,Lys-Arg-Trp-Trp-Lys-Trp-Trp-Arg-Arg为抗菌序列。本发明通过精心设计并采用上述抗菌多肽分子,并预先利用等离子体对聚丙烯腹膜修复材料进行处理,然后利用表面产生的活性自由基引发抗菌多肽分子与聚丙烯腹膜修复材料进行接枝反应,进而在聚丙烯腹膜修复材料表面构建一种具有促粘附序列的抗菌多肽分子来制备具有抗菌性能的腹膜修复材料,制得的膜修复材料能够有效预防临床细菌感染,具有广阔的临床应用前景。。
进一步的,设置等离子体处理的源功率为95-105W、偏压功率为350-370W、腔压为0.5-0.7Pa以及时间为1-15min,气体流量为9-11mL/min。
进一步的,所述步骤(2)中,所述抗菌多肽溶液为水与乙醇的混合溶液,所述水与乙醇的体积比为1:5-19。
进一步的,所述步骤(2)中,所述抗菌多肽溶液中,抗菌多肽的浓度为1μM至10mM。
进一步的,所述步骤(2)中,接枝反应的时间为0.5-24h,反应温度为室温。
进一步的,所述步骤(3)中的清洗步骤为依次利用去离子水和乙醇超声清洗10-20min。本发明通过依次采用去离子水和乙醇超声清洗进行接枝反应的腹膜修复材料,使腹膜修复材料被充分清洗干净,有效预防临床细菌感染,且采用的清洗剂环境友好性好。
为了克服现有技术中存在的缺点和不足,本发明的目的在于提供一种具有抗菌性能的腹膜修复材料及其制备方法,该方法通过在聚丙烯腹膜修复材料表面构建一种具有促粘附序列的抗菌多肽分子来制备具有抗菌性能的腹膜修复材料,其操作简单易控,生产效率高,利于大规模生产,制得的膜修复材料能够有效预防临床细菌感染,具有广阔的临床应用前景。
本发明还提供一种具有抗菌性能的腹膜修复材料,所述腹膜修复材料由上述具有抗菌性能的腹膜修复材料的制备方法制得。本发明的聚丙烯腹膜修复材料能够有效预防临床细菌感染,具有广阔的临床应用前景。
本发明的有益效果在于:本发明的腹膜修复材料的制备方法通过在聚丙烯腹膜修复材料表面构建一种具有促粘附序列的抗菌多肽分子来制备具有抗菌性能的腹膜修复材料,其操作简单易控,生产效率高,利于大规模生产,制得的膜修复材料能够有效预防临床细菌感染,具有广阔的临床应用前景。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解,下面结合实施例对本发明作进一步的说明,实施方式提及的内容并非对本发明的限定。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。实施例中所用的金黄色葡萄球菌(ATCC 6538p) 和大肠杆菌(ATCC 8739)均购自广东微生物研究中心。人骨髓间充质干细胞购自ScienCell ResearchLaboratories, California, USA,CCK-8检测试剂盒购于日本Dojindo公司(Dojindo,Kumamoto, Japan)。
实施例1
(1)利用空气等离子体对聚丙烯腹膜修复材料进行处理15min,设置源功率为100W、偏压功率为360W、腔压为0.6Pa,气体流量为10mL/min;
(2)将处理之后的腹膜修复材料浸入抗菌多肽溶液进行反应,其中溶液中水和乙醇的体积比为1:5,多肽浓度为10 mM,反应时间为24h,反应温度为室温;所述抗菌多肽分子序列如SEQ ID NO:1所示,其中,如SEQ ID NO:2所示序列为促粘附序列,如SEQ ID NO:3所示序列为抗菌序列;
(3)依次利用去离子水和乙醇超声清洗15min,得到具有抗菌性能的腹膜修复材料。
对制得的具有抗菌性能的腹膜修复材料进行体外抗菌性能测试,结果表明,相比于未改性的聚丙烯腹膜修复材料,本实施例制得的具有抗菌性能的腹膜修复材料,在37℃下对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的杀菌率分别为98.10%和99.59%。
采用体外CCK-8检测试剂盒(Dojindo, Kumamoto, Japan)的检测结构结果表明,本实施例制得的具有抗菌性能的腹膜修复材料表面细胞活性为未改性聚丙烯腹膜修复材料表面细胞活性的100.23%。
实施例2
(1)利用空气等离子体对聚丙烯腹膜修复材料进行处理1min,设置源功率为100W、偏压功率为360W、腔压为0.6Pa,气体流量为10mL/min;
(2)将处理之后的腹膜修复材料浸入抗菌多肽溶液进行反应,其中溶液中水和乙醇的体积比为1:20,多肽浓度为1 μM,反应时间为0.5h,反应温度为室温;所述抗菌多肽分子序列如SEQ ID NO:1所示,其中,如SEQ ID NO:2所示序列为促粘附序列,如SEQ ID NO:3所示序列为抗菌序列;
(3)依次利用去离子水和乙醇超声清洗15min,得到具有抗菌性能的腹膜修复材料。
对制得的具有抗菌性能的腹膜修复材料进行体外抗菌性能测试,结果表明,相比于未改性的聚丙烯腹膜修复材料,本实施例制得的具有抗菌性能的腹膜修复材料,在37℃下对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的杀菌率分别为66.32%和58.71%。
采用体外CCK-8检测试剂盒(Dojindo, Kumamoto, Japan)的测试结果表明,本实施例制得的具有抗菌性能的腹膜修复材料表面细胞活性为未改性聚丙烯腹膜修复材料表面细胞活性的102.39%。
实施例3
(1)利用氧气等离子体对聚丙烯腹膜修复材料进行处理10min,设置源功率为100W、偏压功率为360W、腔压为0.6Pa,气体流量为10mL/min;
(2)将处理之后的腹膜修复材料浸入抗菌多肽溶液进行反应,其中溶液中水和乙醇的体积比为1:5,多肽浓度为1 mM,反应时间为6h,反应温度为室温;所述抗菌多肽分子序列如SEQ ID NO:1所示,其中,如SEQ ID NO:2所示序列为促粘附序列,如SEQ ID NO:3所示序列为抗菌序列;
(3)依次利用去离子水和乙醇超声清洗15min,得到具有抗菌性能的腹膜修复材料。
对制得的具有抗菌性能的腹膜修复材料进行体外抗菌性能测试,结果表明,相比于未改性的聚丙烯腹膜修复材料,本实施例制得的具有抗菌性能的腹膜修复材料,在37℃下对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的杀菌率分别为99.99%和99.99%。
采用体外CCK-8检测试剂盒(Dojindo, Kumamoto, Japan)的测定结果表明,本实施例制得的具有抗菌性能的腹膜修复材料表面细胞活性为未改性聚丙烯腹膜修复材料表面细胞活性的99.28%。
实施例4
(1)利用氧气等离子体对聚丙烯腹膜修复材料进行处理8min,设置源功率为100W、偏压功率为360W、腔压为0.6Pa,气体流量为10mL/min;
(2)将处理之后的腹膜修复材料浸入抗菌多肽溶液进行反应,其中溶液中水和乙醇的体积比为1:19,多肽浓度为1 mM,反应时间为8h,反应温度为室温;所述抗菌多肽分子序列如SEQ ID NO:1所示,其中,如SEQ ID NO:2所示序列为促粘附序列,如SEQ ID NO:3所示序列为抗菌序列;
(3)依次利用去离子水和乙醇超声清洗15min,得到具有抗菌性能的腹膜修复材料。
对制得的具有抗菌性能的腹膜修复材料进行体外抗菌性能测试,结果表明,相比于未改性的聚丙烯腹膜修复材料,本实施例制得的具有抗菌性能的腹膜修复材料,在37℃下对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的杀菌率分别为90.28%和89.33%。
采用体外CCK-8检测试剂盒(Dojindo, Kumamoto, Japan)的测试结果表明,本实施例制得的具有抗菌性能的腹膜修复材料表面细胞活性为未改性聚丙烯腹膜修复材料表面细胞活性的98.98%。
实施例5
(1)利用氧气等离子体对聚丙烯腹膜修复材料进行处理10min,设置源功率为100W、偏压功率为360W、腔压为0.6Pa,气体流量为10mL/min;
(2)将处理之后的腹膜修复材料浸入抗菌多肽溶液进行反应,其中溶液中水和乙醇的体积比为1:10,多肽浓度为500μM,反应时间为10h,反应温度为室温;所述抗菌多肽分子序列如SEQ ID NO:1所示,其中,如SEQ ID NO:2所示序列为促粘附序列,如SEQ ID NO:3所示序列为抗菌序列;
(3)依次利用去离子水和乙醇超声清洗15min,得到具有抗菌性能的腹膜修复材料。
对制得的具有抗菌性能的腹膜修复材料进行体外抗菌性能测试,结果表明,相比于未改性的聚丙烯腹膜修复材料,本实施例制得的具有抗菌性能的腹膜修复材料,在37℃下对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的杀菌率分别为93.33%和91.28%。
采用体外CCK-8检测试剂盒(Dojindo, Kumamoto, Japan)的测试结果表明,本实施例制得的具有抗菌性能的腹膜修复材料表面细胞活性为未改性聚丙烯腹膜修复材料表面细胞活性的100.17%。
实施例6
(1)利用空气等离子体对聚丙烯腹膜修复材料进行处理10min,设置源功率为100W、偏压功率为360W、腔压为0.6Pa,气体流量为10mL/min;
(2)将处理之后的腹膜修复材料浸入抗菌多肽溶液进行反应,其中溶液中水和乙醇的体积比为1:8,多肽浓度为2mM,反应时间为10h,反应温度为室温;所述抗菌多肽分子序列如SEQ ID NO:1所示,其中,如SEQ ID NO:2所示序列为促粘附序列,如SEQ ID NO:3所示序列为抗菌序列;
(3)依次利用去离子水和乙醇超声清洗15min,得到具有抗菌性能的腹膜修复材料。
对制得的具有抗菌性能的腹膜修复材料进行体外抗菌性能测试,结果表明,相比于未改性的聚丙烯腹膜修复材料,本实施例制得的具有抗菌性能的腹膜修复材料,在37℃下对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的杀菌率分别为95.65%和95.16%。
采用体外CCK-8检测试剂盒(Dojindo, Kumamoto, Japan)的测试结果表明,本实施例制得的具有抗菌性能的腹膜修复材料表面细胞活性为未改性聚丙烯腹膜修复材料表面细胞活性的99.66%。
本发明的腹膜修复材料的制备方法通过在聚丙烯腹膜修复材料表面构建一种具有促粘附序列的抗菌多肽分子来制备具有抗菌性能的腹膜修复材料,其操作简单易控,生产效率高,利于大规模生产,制得的膜修复材料能够有效预防临床细菌感染,具有广阔的临床应用前景。
最后所应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
序列表
<110> 中山大学附属第六医院
<120> 一种具有抗菌性能的腹膜修复材料及其制备方法
<160> 3
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 30
<212> PRT
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 1
Cys Lys His Lys Gly Lys His Lys Gly Lys His Lys Gly Lys His Lys
1 5 10 15
Gly Lys His Lys Gly Lys Arg Trp Trp Lys Trp Trp Arg Arg
20 25 30
<210> 2
<211> 21
<212> PRT
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 2
Cys Lys His Lys Gly Lys His Lys Gly Lys His Lys Gly Lys His Lys
1 5 10 15
Gly Lys His Lys Gly
20
<210> 3
<211> 9
<212> PRT
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 3
Lys Arg Trp Trp Lys Trp Trp Arg Arg
1 5
Claims (8)
1.一种具有抗菌性能的腹膜修复材料的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)利用等离子体对聚丙烯腹膜修复材料进行处理;
(2)将步骤(1)中处理之后的腹膜修复材料浸入抗菌多肽溶液,进行接枝反应;
(3)将步骤(2)中处理之后的腹膜修复材料利用去离子水和乙醇清洗,得到具有抗菌性能的腹膜修复材料。
2.根据权利要求1所述具有抗菌性能的腹膜修复材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中,所述等离子体处理气氛为氧气或者空气,处理时间为1-15min。
3.根据权利要求1所述具有抗菌性能的腹膜修复材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中,所述抗菌多肽分子序列如SEQ ID NO:1所示,其中,如SEQ ID NO:2所示序列为促粘附序列,如SEQ ID NO:3所示序列为抗菌序列。
4.根据权利要求1所述具有抗菌性能的腹膜修复材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中,所述抗菌多肽溶液为水与乙醇的混合溶液,所述水与乙醇的体积比为1:5-19。
5.根据权利要求1所述具有抗菌性能的腹膜修复材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中,所述抗菌多肽溶液中,抗菌多肽的浓度为1μM至10mM。
6.根据权利要求1所述具有抗菌性能的腹膜修复材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中,接枝反应的时间为0.5-24h,反应温度为室温。
7.根据权利要求1所述具有抗菌性能的腹膜修复材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(3)中的清洗步骤为依次利用去离子水和乙醇超声清洗10-20min。
8.一种具有抗菌性能的腹膜修复材料,其特征在于:所述腹膜修复材料由权利要求1-7任意一项所述具有抗菌性能的腹膜修复材料的制备方法制得。
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PB01 | Publication | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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