CN112451748B - 一种制备丝素蛋白基双金属抗菌涂层的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制备丝素蛋白基双金属抗菌涂层的方法,该方法包括:一、将硝酸银粉末、四氯金酸粉末加入到丝素蛋白溶液中得到混合溶液A;二、将混合溶液进行紫外照射得到混合溶液B;三、将金属浸入到工作液中避光浸泡得到表面具有聚多巴胺辅助层的金属;四、将表面具有聚多巴胺辅助层的金属浸入到混合溶液B中浸泡,在金属表面形成丝素蛋白基双金属抗菌涂层。本发明通过紫外辐射对丝素蛋白进行原位还原,降低了纳米银和纳米金颗粒的浓度,同时通过金属基底表面引入聚多巴胺辅助层,大大增强了金属与丝素蛋白基双金属抗菌涂层的结合性能,实现长期高效的协同杀菌功能,有效地解决植入物的细菌感染问题,减少了潜在的生物毒性。
Description
技术领域
本发明属于生物医用材料领域,具体涉及一种制备丝素蛋白基双金属抗菌涂层的方法。
背景技术
医用纯钛以其优异的生物相容性已经被广泛应用于临床医学领域中。早在20世纪50年代,纯钛就被加工成骨板、骨钉、股骨头等植入医疗器械用于骨科修复手术中。随后,纯钛不断地被得到临床应用,现在主要应用于口腔修复领域,如:冠桥类(嵌体、核、冠、桥),支架类(局部义齿支架、全口义齿基托),各种附着体类,以及赝复体类产品。
然而,作为常见的术后并发症,有关医用医疗器械引发的细菌感染已经成为21世纪医学领域内亟待解决的重要问题之一。据报道,美国骨科植入物相关感染的年发病率就达到4.3%左右。根据世界卫生组织(WHO)颁布的《院内感染防治实用手册》中的有关数据,每天全世界有超过1400万人在遭受院内感染的痛苦,其中60%的细菌感染与使用的医疗器械有关。骨科等术后感染会直接造成患者伤口经久不愈,经常会导致手术失败,甚至导致慢性骨髓炎等并发症,不仅给患者带来了巨大的身心痛苦和沉重的经济负担,也会对医院和社会等造成不同程度的负面影响。因此,在医用钛合金表面构建载抗菌剂(抗生素、纳米银等)的功能涂层,对于消除或减少相关医疗器械引发的细菌感染性疾病具有重大的社会和经济意义。
目前,载纳米银或纳米金的涂层被广泛的应用于植入物感染的防治,这得益于它们优异的性能,广谱抗菌、长期有效抑制生物膜、良好的稳定性且不易引起细菌耐药性。与其他的存在形式相比,由于金属离子的洗脱作用和纳米颗粒的杀菌性质的综合作用,金属纳米颗粒具有更高的抗菌活性。目前普遍认为金银纳米粒子具有复杂的抗菌机理:其可以粘附在细菌表面上,从而改变细菌细胞膜通透性;其可以通过与含硫醇的蛋白质相互作用来杀菌;其可以与细菌DNA结合并破坏其功能;特别的,纳米银可以释放出具有杀菌能力的银离子。
丝素蛋白是蚕丝的主体,是一种无生理活性的天然生物大分子。丝素蛋白质与其他天然高分子相比有明显的优越性。研究表明,丝素蛋白具有良好的生物相容性、无毒、无污染、无刺激性、可生物降解。近年来,丝素蛋白由于其良好的生物相容性逐渐应用于生物传感、生物医学材料、软组织相容材料、组织工程等领域。特别的,丝素蛋白具有还原性,可以原位还原得到纳米银和纳米金颗粒,避免了有毒还原剂的使用。
现有抗菌涂层技术的不足在于:目前载药涂层大多载单一的抗菌剂,不能应对更高细菌浓度或更强细菌活性的细菌感染环境,且高浓度的抗菌物质纳米银和纳米金会产生潜在的生物毒性,如何在低浓度用量下达到长期高效的抗菌效果成为挑战。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足,提供一种制备丝素蛋白基双金属抗菌涂层的方法。该方法将丝素蛋白在紫外辐射下进行原位还原,得到分散良好、粒径均一的纳米银和纳米金颗粒,降低了纳米银和纳米金颗粒的浓度,同时通过金属基底表面引入聚多巴胺辅助层,大大增强了金属与丝素蛋白基双金属抗菌涂层的结合性能,实现长期高效的协同杀菌功能,能应对更高细菌浓度或更强细菌活性的细菌感染环境,有效地解决植入物的细菌感染问题,减少了潜在的生物毒性。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种制备丝素蛋白基双金属抗菌涂层的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
步骤一、将硝酸银粉末、四氯金酸粉末加入到丝素蛋白溶液中,得到含有丝素蛋白、银离子和金离子的混合溶液A;
步骤二、将步骤一中得到的混合溶液放置于紫外灯下进行紫外照射,使得混合溶液A的颜色逐渐由乳白色变为深棕色,得到含有丝素蛋白、纳米银和纳米金的混合溶液B;所述紫外照射的时间为0.5h~2h;
步骤三、将金属浸入到工作液中,并在避光条件下浸泡12h~24h,得到表面具有聚多巴胺辅助层的金属;所述工作液的配制过程为:先配制10mmol/L的Tris溶液,然后采用标准NaOH溶液标定pH至8.5,再加入盐酸多巴胺,得到盐酸多巴胺浓度为2mg/mL的工作液;
步骤四、将步骤三中得到的表面具有聚多巴胺辅助层的金属浸入到步骤二中得到的混合溶液B中进行浸泡,在金属表面形成丝素蛋白基双金属抗菌涂层。
本发明在紫外辐射的条件下使得丝素蛋白对银离子和金离子进行原位还原,通过控制丝素蛋白、银离子和金离子的浓度以及还原时长,有效控制纳米银和纳米金的粒径大小和形貌,得到分散良好、粒径均一的纳米银和纳米金颗粒,有利于降低纳米银和纳米金颗粒的浓度;然后在金属基底表面引入聚多巴胺辅助层,并采用浸泡的方法使得丝素蛋白、纳米银和纳米金通过聚多巴胺辅助层结合在金属基底表面,在金属表面形成丝素蛋白基双金属抗菌涂层,大大增强了金属与丝素蛋白基双金属抗菌涂层的结合性能,从而缩短了涂层制备时间;由于纳米银与纳米金均具有高效的杀菌能力,且两者之间存在协同杀菌的效力,赋予了丝素蛋白基双金属抗菌涂层长期高效的杀菌能力,同时,丝素蛋白具有良好的人体亲和性、生物相容性、无毒,且利于细胞粘附,结合低浓度的纳米银和纳米金的优良的骨诱导性,有效增强了丝素蛋白基双金属抗菌涂层的成骨诱导能力。
综上,本发明的丝素蛋白基双金属抗菌涂层可以实现长期高效的杀菌,能应对更高细菌浓度或更强细菌活性的细菌感染环境,有效地解决植入物的细菌感染问题;同时,本发明的丝素蛋白基双金属抗菌涂层中的纳米银与纳米金的浓度降低,减少了潜在的生物毒性,在低浓度下达到长期高效的抗菌效果;此外,本发明制备得到的丝素蛋白基双金属涂层具有良好的生物相容性和骨诱导性,适用性好。
上述的一种制备丝素蛋白基双金属抗菌涂层的方法,其特征在于,步骤一中所述混合溶液A中丝素蛋白的质量浓度为2%~5%,银离子的浓度为1mM~20mM,金离子的浓度为1mM~20mM。该优选组分含量的混合溶液A均一稳定,无沉降现象。
上述的一种制备丝素蛋白基双金属抗菌涂层的方法,其特征在于,步骤二中所述混合溶液B中纳米银和纳米金的粒径均为20nm~500nm,且混合溶液B中具有β折叠结构的丝素蛋白的质量含量为15%~30%。该优选粒径保证了纳米银和纳米金的最佳抗菌效果;优选的具有β折叠结构的丝素蛋白的质量含量提高了混合溶液B的稳定性,进而保证了在金属表面形成的丝素蛋白基双金属抗菌涂层的稳定性,通常丝素蛋白基双金属抗菌涂层至少在1~3个月内保持稳定。
上述的一种制备丝素蛋白基双金属抗菌涂层的方法,其特征在于,步骤三中所述金属为钛、钛合金或不锈钢。本发明的制备方法应用范围广泛,适用于多种常见医用金属。
上述的一种制备丝素蛋白基双金属抗菌涂层的方法,其特征在于,步骤三中所述聚多巴胺辅助层的厚度为200nm~500nm。该优选厚度的聚多巴胺辅助层保证了金属与丝素蛋白基双金属抗菌涂层之间的结合力牢固可靠。
上述的一种制备丝素蛋白基双金属抗菌涂层的方法,其特征在于,步骤三中所述金属在浸入到工作液前先依次浸入到丙酮、乙醇和去离子水中分别超声清洗15min。该优选的清洗工艺去除了金属表面杂质和污染物,利于多巴胺在金属表面聚合形成聚多巴胺辅助层。
上述的一种制备丝素蛋白基双金属抗菌涂层的方法,其特征在于,步骤四中表面具有聚多巴胺辅助层的金属浸入到步骤二中得到的混合溶液B中浸泡后取出放置于恒温干燥箱中,在60℃下干燥10min~30min。通过干燥促进了丝素蛋白形成稳定结构,有利于提高金属与丝素蛋白基双金属抗菌涂层的结合性能。
上述的一种制备丝素蛋白基双金属抗菌涂层的方法,其特征在于,步骤四中所述丝素蛋白基双金属抗菌涂层的厚度为1μm~20μm。该优选厚度的丝素蛋白基双金属抗菌涂层中的载药量即抗菌剂纳米金、纳米银的含量易于控制,从而实现了抗菌周期的可控。
本发明与现有技术相比具有以下优点:
1、本发明将丝素蛋白在紫外辐射下进行原位还原,得到分散良好、粒径均一的纳米银和纳米金颗粒,降低了纳米银和纳米金颗粒的浓度,同时通过金属基底表面引入聚多巴胺辅助层,大大增强了金属与丝素蛋白基双金属抗菌涂层的结合性能,从而本发明的丝素蛋白基双金属抗菌涂层可实现了长期高效的协同杀菌功能,能应对更高细菌浓度或更强细菌活性的细菌感染环境,有效地解决了植入物的细菌感染问题,减少了潜在的生物毒性。
2、本发明通过控制丝素蛋白、银离子和金离子的浓度以及还原时长,有效控制纳米银和纳米金的粒径大小和形貌,得到分散良好、粒径均一的纳米银和纳米金颗粒,有利于降低米银和纳米金颗粒的浓度,方法简单,易于控制。
3、本发明的丝素蛋白具有良好的人体亲和性、生物相容性、无毒,且利于细胞粘附,结合低浓度的纳米银和纳米金的优良的骨诱导性,有效增强了丝素蛋白基双金属抗菌涂层的成骨诱导能力,有利于实现医用植入器械如矫形移植器件(假体)与周围骨组织的优良整合,尤其适用于具有病理诱发骨吸收及骨折患者的治疗。
4、本发明通过金属基底表面引入聚多巴胺辅助层,大大增强了金属与丝素蛋白基双金属抗菌涂层的结合性能,无需陈化,从而缩短了涂层制备时间。
5、本发明丝素蛋白基双金属抗菌涂层中的纳米银与纳米金在金属表面可长期可控释放,达到降低抗菌剂用量和长期高效杀菌的目的。
6、本发明方法制备的具有丝素蛋白基双金属抗菌涂层的医用植入器械通用于防止细菌引起的植入感染,并有效增长其服役期。
下面通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明实施例1在钛表面形成的丝素蛋白基双金属抗菌涂层中纳米银的透射电镜图。
图2a为本发明实施例1在钛表面形成的丝素蛋白基双金属抗菌涂层中球形纳米金的透射电镜图。
图2b为本发明实施例1在钛表面形成的丝素蛋白基双金属抗菌涂层中六边形纳米金的透射电镜图。
图2c为本发明实施例1在钛表面形成的丝素蛋白基双金属抗菌涂层中三角形纳米金的透射电镜图。
图2d为本发明实施例1在钛表面形成的丝素蛋白基双金属抗菌涂层中梯形纳米金的透射电镜图。
图3为本发明实施例1和对比例1~对比例3形成的各涂层的抗菌效果图。
具体实施方式
实施例1
本实施例包括以下步骤:
步骤一、将蚕丝放置于0.02M的Na2CO3溶液中煮沸40min,取出后采用去离子水冲洗,然后加入到60℃的9.3M的LiBr溶液中溶解4h,得到丝素蛋白原液;
将丝素蛋白原液用去离子水稀释成质量浓度2%的丝素蛋白溶液,然后将17mg硝酸银粉末和34mg四氯金酸粉末加入到100mL质量浓度2%的丝素蛋白溶液中,且边加边搅拌,得到含有丝素蛋白、银离子和金离子且pH为8.5的混合溶液A;所述混合溶液A中银离子的浓度为1mM,金离子的浓度为1mM;
步骤二、将步骤一中得到的混合溶液放置于40W紫外灯下进行紫外照射0.5h,使得混合溶液A的颜色逐渐由乳白色变为深棕色,得到含有丝素蛋白、纳米银和纳米金的混合溶液B;所述混合溶液B中纳米银和纳米金的粒径均为20nm,且混合溶液B中具有β折叠结构的丝素蛋白的质量含量为15%;
步骤三、将钛依次浸入到丙酮、乙醇和去离子水中分别超声清洗15min,然后浸入到工作液中,并在避光条件下浸泡12h,得到表面具有聚多巴胺辅助层的钛;所述工作液的配制过程为:先配制10mmol/L的Tris(三羟甲基氨基甲烷)溶液,然后采用标准NaOH溶液标定pH至8.5,再加入盐酸多巴胺,得到盐酸多巴胺浓度为2mg/mL的工作液;所述聚多巴胺辅助层的厚度为200nm;
步骤四、将步骤三中得到的表面具有聚多巴胺辅助层的钛浸入到步骤二中得到的混合溶液B中进行浸泡,取出后放置于恒温干燥箱中,在60℃下干燥10min,在钛表面形成丝素蛋白基双金属抗菌涂层;所述丝素蛋白基双金属抗菌涂层的厚度为1μm。
图1为本实施例在钛表面形成丝素蛋白基双金属抗菌涂层中纳米银的透射电镜图,从图1可以看出,丝素蛋白基双金属抗菌涂层中纳米银的粒径约为20nm,且分布均匀,无明显的团聚现象。
图2a为本实施例在钛表面形成的丝素蛋白基双金属抗菌涂层中球形纳米金的透射电镜图,图2b为本实施例在金属表面形成的丝素蛋白基双金属抗菌涂层中六边形纳米金的透射电镜图,图2c为本实施例在金属表面形成的丝素蛋白基双金属抗菌涂层中三角形纳米金的透射电镜图,图2d为本实施例在金属表面形成的丝素蛋白基双金属抗菌涂层中梯形纳米金的透射电镜图,从图2a~图2d可知,丝素蛋白基双金属抗菌涂层中含有多种形状的纳米金如球形、梯形、三角形和六边形,且纳米金的等效粒径约为20nm。
对比例1
本对比例包括以下步骤:
步骤一、将蚕丝放置于0.02M的Na2CO3溶液中煮沸40min,取出后采用去离子水冲洗,然后加入到60℃的9.3M的LiBr溶液中溶解4h,得到丝素蛋白原液,再将丝素蛋白原液用去离子水稀释成质量浓度2%的丝素蛋白溶液;
步骤二、将钛浸入到步骤一中得到的丝素蛋白溶液中进行浸泡,取出后放置于恒温干燥箱中,在60℃下干燥30min,在钛表面形成丝素蛋白涂层;所述丝素蛋白涂层的厚度为1μm。
对比例2
本对比例包括以下步骤:
步骤一、将蚕丝放置于0.02M的Na2CO3溶液中煮沸40min,取出后采用去离子水冲洗,然后加入到60℃的9.3M的LiBr溶液中溶解4h,得到丝素蛋白原液;
将丝素蛋白原液用去离子水稀释成质量浓度2%的丝素蛋白溶液,然后将34mg四氯金酸粉末加入到100mL质量浓度2%的丝素蛋白溶液中,且边加边搅拌,得到含有丝素蛋白和金离子且pH为8.5的混合溶液A;所述混合溶液A中金离子的浓度为1mM;
步骤二、将步骤一中得到的混合溶液放置于40W紫外灯下进行紫外照射0.5h,使得混合溶液A的颜色逐渐由乳白色变为深棕色,得到含有丝素蛋白和纳米金的混合溶液B;所述混合溶液B中纳米金的粒径为20nm,且混合溶液B中具有β折叠结构的丝素蛋白的质量含量为15%;
步骤三、将钛依次浸入到丙酮、乙醇和去离子水中分别超声清洗15min,然后浸入到工作液中,并在避光条件下浸泡12h,得到表面具有聚多巴胺辅助层的钛;所述工作液的配制过程为:先配制10mmol/L的Tris(三羟甲基氨基甲烷)溶液,然后采用标准NaOH溶液标定pH至8.5,再加入盐酸多巴胺,得到盐酸多巴胺浓度为2mg/mL的工作液;所述聚多巴胺辅助层的厚度为200nm;
步骤四、将步骤三中得到的表面具有聚多巴胺辅助层的钛浸入到步骤二中得到的混合溶液B中进行浸泡,取出后放置于恒温干燥箱中,在60℃下干燥10min,在钛表面形成丝素蛋白载纳米金抗菌涂层;所述丝素蛋白载纳米金抗菌涂层的厚度为1μm。
对比例3
本对比例包括以下步骤:
步骤一、将蚕丝放置于0.02M的Na2CO3溶液中煮沸40min,取出后采用去离子水冲洗,然后加入到60℃的9.3M的LiBr溶液中溶解4h,得到丝素蛋白原液;
将丝素蛋白原液用去离子水稀释成质量浓度2%的丝素蛋白溶液,然后将17mg硝酸银粉末加入到100mL质量浓度2%的丝素蛋白溶液中,且边加边搅拌,得到含有丝素蛋白和银离子且pH为8.5的混合溶液A;所述混合溶液A中银离子的浓度为1mM;
步骤二、将步骤一中得到的混合溶液放置于40W紫外灯下进行紫外照射0.5h,使得混合溶液A的颜色逐渐由乳白色变为深棕色,得到含有丝素蛋白和纳米银的混合溶液B;所述混合溶液B中纳米银的粒径为20nm,且混合溶液B中具有β折叠结构的丝素蛋白的质量含量为15%;
步骤三、将钛依次浸入到丙酮、乙醇和去离子水中分别超声清洗15min,然后浸入到工作液中,并在避光条件下浸泡12h,得到表面具有聚多巴胺辅助层的钛;所述工作液的配制过程为:先配制10mmol/L的Tris(三羟甲基氨基甲烷)溶液,然后采用标准NaOH溶液标定pH至8.5,再加入盐酸多巴胺,得到盐酸多巴胺浓度为2mg/mL的工作液;所述聚多巴胺辅助层的厚度为200nm;
步骤四、将步骤三中得到的表面具有聚多巴胺辅助层的钛浸入到步骤二中得到的混合溶液B中进行浸泡,取出后放置于恒温干燥箱中,在60℃下干燥10min,在钛表面形成丝素蛋白载纳米银抗菌涂层;所述丝素蛋白载纳米银抗菌涂层的厚度为1μm。
将本发明实施例1中在金属表面形成的丝素蛋白基双金属抗菌涂层、对比例1中在钛表面形成的丝素蛋白涂层、对比例2中在钛表面形成的丝素蛋白载纳米金抗菌涂层和对比例3中在钛表面形成的丝素蛋白载纳米银抗菌涂层分别与金黄色葡萄球菌(1×108CFU)在37℃恒温箱中共培养24h,然后采用涂板法计数,分别统计共培养后的金黄色葡萄球菌数量。
图3为本发明实施例1和对比例1~对比例3形成的各涂层的抗菌效果图,图中的白点代表共培养后的金黄色葡萄球菌,从图3可以看出,相较于对比例1~对比例3形成的各涂层,本发明实施例1中在金属表面形成的丝素蛋白基双金属抗菌涂层共培养后的金黄色葡萄球菌数量最少,说明该丝素蛋白基双金属抗菌涂层具有优异的抗菌效果。
实施例2
本实施例包括以下步骤:
步骤一、将蚕丝放置于0.02M的Na2CO3溶液中煮沸40min,取出后采用去离子水冲洗,然后加入到60℃的9.3M的LiBr溶液中溶解4h,得到丝素蛋白原液;
将丝素蛋白原液用去离子水稀释成质量浓度4%的丝素蛋白溶液,然后将17mg硝酸银粉末和34mg四氯金酸粉末加入到100mL质量浓度2%的丝素蛋白溶液中,且边加边搅拌,得到含有丝素蛋白、银离子和金离子且pH为8.5的混合溶液A;所述混合溶液A中银离子的浓度为10mM,金离子的浓度为10mM;
步骤二、将步骤一中得到的混合溶液放置于40W紫外灯下进行紫外照射1h,使得混合溶液A的颜色逐渐由乳白色变为深棕色,得到含有丝素蛋白、纳米银和纳米金的混合溶液B;所述混合溶液B中纳米银和纳米金的粒径均为100nm,且混合溶液B中具有β折叠结构的丝素蛋白的质量含量为20%;
步骤三、将TC4钛合金依次浸入到丙酮、乙醇和去离子水中分别超声清洗15min,然后浸入到工作液中,并在避光条件下浸泡16h,得到表面具有聚多巴胺辅助层的TC4钛合金;所述工作液的配制过程为:先配制10mmol/L的Tris(三羟甲基氨基甲烷)溶液,然后采用标准NaOH溶液标定pH至8.5,再加入盐酸多巴胺,得到盐酸多巴胺浓度为2mg/mL的工作液;所述聚多巴胺辅助层的厚度为300nm;
步骤四、将步骤三中得到的表面具有聚多巴胺辅助层的TC4钛合金浸入到步骤二中得到的混合溶液B中进行浸泡,取出后放置于恒温干燥箱中,在60℃下干燥20min,在TC4钛合金表面形成丝素蛋白基双金属抗菌涂层;所述丝素蛋白基双金属抗菌涂层的厚度为15μm。
实施例3
本实施例包括以下步骤:
步骤一、将蚕丝放置于0.02M的Na2CO3溶液中煮沸40min,取出后采用去离子水冲洗,然后加入到60℃的9.3M的LiBr溶液中溶解4h,得到丝素蛋白原液;
将丝素蛋白原液用去离子水稀释成质量浓度5%的丝素蛋白溶液,然后将17mg硝酸银粉末和34mg四氯金酸粉末加入到100mL质量浓度2%的丝素蛋白溶液中,且边加边搅拌,得到含有丝素蛋白、银离子和金离子且pH为8.5的混合溶液A;所述混合溶液A中银离子的浓度为20mM,金离子的浓度为20mM;
步骤二、将步骤一中得到的混合溶液放置于40W紫外灯下进行紫外照射2h,使得混合溶液A的颜色逐渐由乳白色变为深棕色,得到含有丝素蛋白、纳米银和纳米金的混合溶液B;所述混合溶液B中纳米银和纳米金的粒径均为500nm,且混合溶液B中具有β折叠结构的丝素蛋白的质量含量为30%;
步骤三、将不锈钢依次浸入到丙酮、乙醇和去离子水中分别超声清洗15min,然后浸入到工作液中,并在避光条件下浸泡24h,得到表面具有聚多巴胺辅助层的不锈钢;所述工作液的配制过程为:先配制10mmol/L的Tris(三羟甲基氨基甲烷)溶液,然后采用标准NaOH溶液标定pH至8.5,再加入盐酸多巴胺,得到盐酸多巴胺浓度为2mg/mL的工作液;所述聚多巴胺辅助层的厚度为500nm;
步骤四、将步骤三中得到的表面具有聚多巴胺辅助层的不锈钢浸入到步骤二中得到的混合溶液B中进行浸泡,取出后放置于恒温干燥箱中,在60℃下干燥30min,在不锈钢表面形成丝素蛋白基双金属抗菌涂层;所述丝素蛋白基双金属抗菌涂层的厚度为20μm。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化,均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (4)
1.一种制备丝素蛋白基双金属抗菌涂层的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
步骤一、将硝酸银粉末、四氯金酸粉末加入到丝素蛋白溶液中,得到含有丝素蛋白、银离子和金离子的混合溶液A;所述混合溶液A中丝素蛋白的质量浓度为2%~5%,银离子的浓度为1mM~20mM,金离子的浓度为1mM~20mM;
步骤二、将步骤一中得到的混合溶液放置于40W紫外灯下进行紫外照射,使得混合溶液A的颜色逐渐由乳白色变为深棕色,得到含有丝素蛋白、纳米银和纳米金的混合溶液B;所述紫外照射的时间为0.5h~2h;所述混合溶液B中纳米银和纳米金的粒径均为20nm~500nm,且混合溶液B中具有β折叠结构的丝素蛋白的质量含量为15%~30%;
步骤三、将金属浸入到工作液中,并在避光条件下浸泡12h~24h,得到表面具有聚多巴胺辅助层的金属;所述工作液的配制过程为:先配制10mmol/L的Tris溶液,然后采用标准NaOH溶液标定pH至8.5,再加入盐酸多巴胺,得到盐酸多巴胺浓度为2mg/mL的工作液;所述聚多巴胺辅助层的厚度为200nm~500nm;
步骤四、将步骤三中得到的表面具有聚多巴胺辅助层的金属浸入到步骤二中得到的混合溶液B中进行浸泡,在金属表面形成丝素蛋白基双金属抗菌涂层;所述丝素蛋白基双金属抗菌涂层的厚度为1μm~20μm。
2.根据权利要求1所述的一种制备丝素蛋白基双金属抗菌涂层的方法,其特征在于,步骤三中所述金属为钛、钛合金或不锈钢。
3.根据权利要求1所述的一种制备丝素蛋白基双金属抗菌涂层的方法,其特征在于,步骤三中所述金属在浸入到工作液前先依次浸入到丙酮、乙醇和去离子水中分别超声清洗15min。
4.根据权利要求1所述的一种制备丝素蛋白基双金属抗菌涂层的方法,其特征在于,步骤四中表面具有聚多巴胺辅助层的金属浸入到步骤二中得到的混合溶液B中浸泡后取出放置于恒温干燥箱中,在60℃下干燥10min~30min。
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