CN116410511A - 抗菌改性基材及其制备方法、医疗器械 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及新材料技术领域，特别是涉及抗菌改性基材及其制备方法、医疗器械。本发明通过提供
Figure DDA0003453623050000011
阳离子单体与
Figure DDA0003453623050000012
疏水单体，可制得结构类似于天然抗菌肽的聚合物，其不仅具有广谱的抗菌活性，而且不易引起耐药性；此外，对基材表面进行羟基化改性，使其能与含双键的硅烷偶联剂反应，从而获得具有双键的表面；基材表面的双键与前述的阳离子单体和疏水单体共同发生聚合反应，从而使阳离子单体与疏水单体反应形成的抗菌聚合物与基材表面通过化学键连接，相较于传统技术中通过物理方式吸附的方法更稳定可靠；此外，该方法对基材无特殊要求，聚合物、金属材料和无机非金属材料均可适用，具有广阔的应用场景。

Description

抗菌改性基材及其制备方法、医疗器械
技术领域
本发明涉及新材料技术领域，特别是涉及抗菌改性基材及其制备方法、医疗器械。
背景技术
生物医疗设备上的细菌感染及其所带来的医疗风险，在人类保健和工业应用中都构成了严重的问题，因此，使设备采用的基材本身具有一定的抗菌性能，是解决细菌感染问题的关键所在。
然而，目前的抗菌基材主要存在几个问题：第一是为赋予基材抗菌活性所使用的绝大部分抗菌剂具有细胞毒性，生物相容性不好，因此使用受限；第二是抗菌材料一般通过物理作用吸附在基材表面，二者的连接不够牢固和可靠，长时间使用后容易引起抗菌材料的脱落；第三是即便有少量关于抗菌材料与基材通过强化学键连接的研究，其对基材的性质也有特定的要求，例如已有报道部分抗菌材料中的有机膦基团可通过强共价键与金属基体结合，从而使抗菌材料和基材之间能稳定可靠连接，但由于此方法只能适用于金属基材，而生物医疗设备中往往聚合物基材是使用更加广泛的材料，因此该方法依然难以解决生物医疗设备的细菌感染问题。
发明内容
基于此，有必要提供一种抗菌改性基材及其制备方法，该抗菌改性制备方法可适用于包括金属和聚合物在内的多种基材，从而制得抗菌材料与基材间依靠强化学键相连的抗菌改性基材，且该抗菌改性基材具有良好的生物相容性，可用于制备多种医疗器械，有效解决了传统技术中存在的问题。
本发明的一个方面，提供了一种抗菌改性基材的制备方法，其包括以下步骤：
将基材表面进行羟基化改性，制得羟基化基材；将含双键的硅烷偶联剂配制成硅烷偶联剂溶液；使所述羟基化基材的表面与所述硅烷偶联剂溶液接触，制得烯基化基材；使所述烯基化基材表面的双键与阳离子单体和疏水单体发生自由基聚合反应，制得所述抗菌改性基材；
所述基材的材质为聚合物、金属材料以及无机非金属材料中的一种或多种；所述阳离子单体为
Figure BDA0003453623030000021
所述疏水单体为/>
Figure BDA0003453623030000022
其中，X每次出现，独立地选自Cl、Br或I；
Y每次出现，独立地选自O或NH；
R1～R2每次出现，分别独立地选自-H或-CH3；
R3每次出现，独立地选自甲基、甲氧基、乙基、乙氧基、碳原子数3～10的直链烷基、直链烷氧基、支链烷基、支链烷氧基或环烷基。
在一些实施方式中，所述含双键的硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷以及乙烯基三乙酰氧基硅烷中的一种或多种。
在一些实施方式中，所述阳离子单体和所述疏水单体的物质的量之比为(1～4):1。
在一些实施方式中，所述含双键的硅烷偶联剂、所述阳离子单体、所述疏水单体的物质的量之比为1:(10～14):(7～9)。
在一些实施方式中，使所述羟基化基材的表面与所述硅烷偶联剂溶液接触时，所述含双键的硅烷偶联剂在所述羟基化基材的单位面积用量为0.15mmol/cm2～0.25mmol/cm2。
在一些实施方式中，所述硅烷偶联剂溶液的浓度为0.004mol/L～0.01mol/L。
在一些实施方式中，所述硅烷偶联剂溶液的溶剂为水和/或醇类溶剂。
在一些实施方式中，所述基材的材质为聚氨酯、聚醚嵌段聚酰胺、聚二甲基硅氧烷、聚氯乙烯、镁合金、钛合金、不锈钢、铜、玻璃以及单质硅中的一种或多种。
在一些实施方式中，所述羟基化处理的方法为酸处理、碱处理或等离子体处理。
在一些实施方式中，所述自由基聚合反应的条件为：反应气氛为惰性氛围，反应温度为65℃～75℃，反应时间为20h～28h。
本发明的另一方面，还提供了一种抗菌改性基材，其由前述任一实施方式所述的制备方法制得。
本发明的又一方面，还提供了一种医疗器械，其包括前述的抗菌改性基材。
通过提供
Figure BDA0003453623030000031
阳离子单体与/>
Figure BDA0003453623030000032
疏水单体，可制得含有阳离子侧链和疏水侧链的聚合物，该聚合物结构类似于天然抗菌肽，因此不仅具有广谱的抗菌活性，而且不易引起耐药性，还避免了传统技术中模拟抗菌肽的聚合物中阳离子链段和疏水链段位于同一主链带来的潜在细胞毒性；此外，对基材表面进行羟基化改性，使其能与含双键的硅烷偶联剂反应，从而获得具有双键的表面；基材表面的双键与前述的阳离子单体和疏水单体共同发生聚合反应，从而使阳离子单体与疏水单体反应形成的抗菌聚合物与基材表面通过化学键连接，相较于传统技术中通过物理方式吸附的方法更稳定可靠；此外，该方法对基材无特殊要求，聚合物、金属材料和无机非金属材料均可适用，具有广阔的应用场景。
附图说明
图1为实施例1～6制得的抗菌改性玻璃片及未经改性的玻璃片的红外光谱。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在发明的描述中，“多种”的含义是至少两种，例如两种，三种等，除非另有明确具体的限定。在本发明的描述中，“若干”的含义是至少一个，例如一个，两个等，除非另有明确具体的限定。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明中，以开放式描述的技术特征中，包括所列举特征组成的封闭式技术方案，也包括包含所列举特征的开放式技术方案。
本发明中，涉及到数值区间，如无特别说明，上述数值区间内视为连续，且包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地，当范围是指整数时，包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外，当提供多个范围描述特征或特性时，可以合并该范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。
本发明中涉及的百分比含量，如无特别说明，对于固液混合和固相-固相混合均指质量百分比，对于液相-液相混合指体积百分比。
本发明中涉及的百分比浓度，如无特别说明，均指终浓度。所述终浓度，指添加成分在添加该成分后的体系中的占比。
本发明中的温度参数，如无特别限定，既允许为恒温处理，也允许在一定温度区间内进行处理。所述的恒温处理允许温度在仪器控制的精度范围内进行波动。
本发明中的“惰性氛围”，是指不参与反应体系的化学反应的气体所提供的氛围，例如可以是氮气或氩气提供的氛围。
本发明的一个方面，提供了一种抗菌改性基材的制备方法，其包括以下步骤：
将基材表面进行羟基化改性，制得羟基化基材；将含双键的硅烷偶联剂配制成硅烷偶联剂溶液；使羟基化基材的表面与硅烷偶联剂溶液接触，制得烯基化基材；使烯基化基材表面的双键与阳离子单体和疏水单体发生自由基聚合反应，制得抗菌改性基材；
基材的材质为聚合物、金属材料以及无机非金属材料中的一种或多种；阳离子单体为
Figure BDA0003453623030000051
疏水单体为/>
Figure BDA0003453623030000052
其中，X每次出现，独立地选自Cl、Br或I；
Y每次出现，独立地选自O或NH；
R1～R2每次出现，分别独立地选自-H或-CH3；
R3每次出现，独立地选自甲基、甲氧基、乙基、乙氧基、碳原子数3～10的直链烷基、直链烷氧基、支链烷基、支链烷氧基或环烷基。
聚六亚甲基胍、聚六亚甲基双胍等由于具有阳离子链段和疏水链段，因此具有类似抗菌肽的杀菌原理，是常见的抗菌剂，然而，由于其阳离子链段和疏水链段位于同一主链，导致其具有潜在的细胞毒性，使用场景非常受限；而且，聚六亚甲基胍或者聚六亚甲基双胍通常通过己二胺与六亚甲基胍或六亚甲基双胍反应得到，该反应不仅反应温度较高，条件不够温和，而且所得的聚合物分子量较低，难以达到更高的抗菌活性。为此，研究人员也尝试通过先合成预聚物，再与小分子的疏水单体进行共聚，然而，由于预聚物与小分子疏水单体的分子量悬殊，难以控制生成的聚合物中二者的比例，并且整个聚合反应过程中容易发生爆聚。
为了克服传统方案中存在的缺陷，本发明通过提供
Figure BDA0003453623030000061
阳离子单体与
Figure BDA0003453623030000062
疏水单体，可制得含有阳离子侧链和疏水侧链的聚合物，该聚合物结构设计巧妙，更类似于天然抗菌肽的抗菌聚合物，其不仅具有广谱的抗菌活性，而且不易引起耐药性，也避免了传统方案模拟抗菌肽的聚合物中阳离子链段和疏水链段位于同一主链带来的潜在细胞毒性；且两种单体分子量接近，聚合过程易于控制，使阳离子链段和疏水链段协同杀菌效果更好，且生物相容性更高，能很好地满足实际使用需求。此外，通过对基材表面进行羟基化改性，使其能与含双键的硅烷偶联剂反应，从而获得具有双键的表面；基材表面的双键与前述的阳离子单体和疏水单体共同发生聚合反应，从而使阳离子单体与疏水单体反应形成的抗菌聚合物与基材表面通过化学键连接，相较于传统技术中通过物理方式吸附的方法更稳定可靠；而且，该方法对基材无特殊要求，聚合物、金属材料和无机非金属材料均可适用，具有广阔的应用场景。本发明提供的制备方法操作简单，适于工业化生产，有效解决了传统技术中抗菌材料易引起耐药性、抗菌材料与基材结合不稳定、化学方式结合的基材适用范围窄等问题。
进一步地，X每次出现，独立地选自Cl。
进一步地，Y每次出现，独立地选自O。
进一步地，R1每次出现，独立地选自-CH3。
进一步地，R2每次出现，独立地选自-H。
在一些实施方式中，R3的碳原子数例如可以是2～8，又如还可以是3、4、5、6、7或9。
在一些实施方式中，R3每次出现，独立地选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正己基、环己基、正辛基、异辛基、正癸基或异癸基。R3的选择关乎抗菌性能和生物相容性的平衡，对于长链取代基，或芳族取代基，虽然也有较高的抗菌活性，但同时也会导致聚合物的生物相容性下降，具备较高的细胞毒性。
在一些实施方式中，使羟基化基材的表面与硅烷偶联剂溶液接触处理的时间为5min～60min。可选地，处理时间例如可以是10min、15min、20min、25min、30min、35min、40min、45min、50min或55min。
在一些实施方式中，羟基化基材的表面与硅烷偶联剂溶液接触处理后，于35℃～45℃条件下烘干，优选地，于40℃条件下烘干。
在一些实施方式中，阳离子单体为
Figure BDA0003453623030000081
在一些实施方式中，制备阳离子单体的前体为
Figure BDA0003453623030000082
(记作前体a)以及
Figure BDA0003453623030000083
(记作前体b)。
在一些实施方式中，制备阳离子单体的步骤包括：
将前体a、氢氧化钠与水混合，0℃下搅拌20min；继续保持溶液温度为0℃，向其中滴加前体b，反应3小时，得到悬浮液；将悬浮液用乙酸乙酯萃取多次，合并有机相，用饱和食盐水洗涤，干燥，旋蒸除去乙酸乙酯，得到的产物用丙酮溶解后加入足量盐酸，室温下搅拌2小时；将反应体系过滤，保留固相，用丙酮清洗多次后在40℃条件下干燥，得到固体，即为阳离子单体。
在一些实施方式中，含双键的硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷以及乙烯基三乙酰氧基硅烷中的一种或多种。
在一些实施方式中，阳离子单体和疏水单体的物质的量之比为(1～4):1。可选地，阳离子单体与疏水单体的物质的量之比例如可以是1.2:1、1.5:1、1.8:1、2:1、2.5:1、3:1或3.5:1。
在一些实施方式中，含双键的硅烷偶联剂、阳离子单体、疏水单体的物质的量之比为1:(10～14):(7～9)。优选地，三者物质的量之比为1:(11～13):(7.5～8.5)，进一步优选地，为1:(12～12.5):(8～8.5)，更进一步优选地，为1:12.22:8.15。含双键的硅烷偶联剂、阳离子单体、疏水单体的物质的量之比控制在一定范围内，能使阳离子单体和疏水单体以合适的比例聚合，得到抗菌性能和生物相容性更加平衡的抗菌聚合物，同时，能与基材表面建立牢固可靠的化学键连接，且不对抗菌聚合物的性能造成影响。
在一些实施方式中，使羟基化基材的表面与硅烷偶联剂溶液接触时，含双键的硅烷偶联剂在羟基化基材的单位面积用量为0.15mmol/cm2～0.25mmol/cm2。可选地，含双键的硅烷偶联剂的单位面积用量例如可以是0.18mmol/cm2～0.23mmol/cm2，又如还可以是0.20mmol/cm2～0.22mmol/cm2，再如还可以是0.204mmol/cm2。控制含双键的硅烷偶联剂在羟基化基材的单位面积用量在一定范围内，能使得基材表面被修饰合适数量的双键，从而参与后续的聚合反应，使得基材与抗菌聚合物之间能建立牢固的连接，且不影响抗菌聚合物的抗菌性能和生物相容性。
在一些实施方式中，硅烷偶联剂溶液的浓度为0.004mol/L～0.01mol/L。可选地，硅烷偶联剂溶液的浓度例如可以是0.005mol/L～0.008mol/L，又如还可以是0.006mol/L～0.007mol/L，再如还可以是0.00667mol/L。硅烷偶联剂溶液的浓度控制在合适范围，可以使得硅烷偶联剂能更均匀地附着于羟基化基材表面，完成对羟基化基材的烯基化改性。
在一些实施方式中，硅烷偶联剂溶液的溶剂为水和/或醇类溶剂，优选为乙醇。进一步优选地，乙醇为75％医用酒精。
在一些实施方式中，基材的材质为聚氨酯、聚醚嵌段聚酰胺、聚二甲基硅氧烷、聚氯乙烯、镁合金、钛合金、不锈钢、铜、玻璃以及单质硅中的一种或多种。
在一些实施方式中，羟基化处理的方法为酸处理、碱处理或等离子体处理。
在一些实施方式中，等离子体处理所采用的等离子体气氛为空气、氩气、氮气或氧气，等离子清洗机的参数设置如下：功率100W～200W，气体流量250mL/min～350mL/min，处理时间5min～15min。可选地，参数设置为功率150W，气体流量300mL/min，处理时间10min。
在一些实施方式中，自由基聚合反应的条件为：反应气氛为惰性氛围，反应温度为65℃～75℃，反应时间为20h～28h。优选地，反应气氛为氮气，反应温度为70℃，反应时间为24h。
在一些实施方式中，自由基聚合的引发剂为偶氮二异丁腈，其用量为疏水性单体质量的1％～3％。
在一些实施方式中，自由基聚合的溶剂为乙醇和水的混合溶剂，其中，乙醇和水的体积比为3:2。
本发明的另一方面，还提供了一种抗菌改性基材，其由前述任一实施方式的制备方法制得。
本发明的又一方面，还提供了一种医疗器械，其包括前述的抗菌改性基材。本发明中“医疗器械”应该解释为广义，可以为可植入器械或体外器械，也可以是体外诊断制品，可植入器械可以短期暂时使用或者长期永久性植入。适合的医疗器械的例子为导管、导丝、内窥镜、喉镜、饲管、引流管、医用导线、避孕套、屏障涂层如用于手套、支架、支架移植物、吻合连接器、体外血导管、薄膜如用于透析、血液过滤器、循环辅助器材、伤口敷料、集尿袋、耳管、眼内晶状体和在微创手术中使用的任何管、酶标板、检测用玻璃片如载玻片、盖玻片等。典型的，该医疗器材选自导管、导丝、内窥镜、喉镜、饲管、引流管、医用导线。特别适于用在本发明中的制品包括导管(例如间歇性导管、球囊导管、PTCP导管、支架输送导管)、导丝、导线、注射器、接触镜、医用管和支架及其他其它金属或聚合物基体的植入体。特别地，本发明适用于多种材质导管/导丝，包括聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、硅橡胶、乳胶、聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯等。
以下结合具体实施例和对比例对本发明做进一步详细的说明。以下具体实施例中未写明的实验参数，优先参考本申请文件中给出的指引，还可以参考本领域的实验手册或本领域已知的其它实验方法，或者参考厂商推荐的实验条件。可理解，以下实施例所用的仪器和原料较为具体，在其他具体实施例中，可不限于此。各实施例和对比例中制得的聚合物的命名规则如下：以实施例1中制备的PGE为例，“P”取自聚合物前缀poly-的首字母，“G”取自胍基guanidine的首字母，“E”取自疏水单体丙烯酸乙酯Ethyl acrylate的首字母。
原料来源：
盐酸胍、氢氧化钠、氯化钠购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司；
甲基丙烯酰氯(含稳定剂MEHQ)购自TCI梯希爱(上海)化成工业发展有限公司；
无水硫酸钠购自上海麦克林生化科技有限公司；
乙酸乙酯购自国药化学试剂有限公司；
偶氮二异丁腈、各种丙烯酸酯购自安耐吉化学；
其余试剂及溶剂均购自江苏强盛功能化学股份有限公司。
阳离子单体的制备：
称取NaOH 8.3g，用25mL水将其溶解，在向其水溶液中加入盐酸胍9.9g，在冰浴中搅拌20min；在冰浴条件下，向混合溶液中缓慢滴加甲基丙烯酰氯10mL，在冰浴下搅拌反应3h。悬浮液用乙酸乙酯少量多次萃取，并将有机相合并；经过饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥、过滤后，旋蒸除去乙酸乙酯；剩余产物用丙酮溶解；向其中滴加足量盐酸，室温下搅拌2h，过滤后，用丙酮洗2次，弃去上清液，下层沉淀在40℃真空干燥箱中过夜，得到白色固体产物甲基丙烯酰胺盐酸胍。
实施例1
(1)将等离子清洗机的参数设置为功率150W，气体流量300mL/min，用氧气作为气体源，对0.7cm×0.7cm的玻璃片的一个表面处理时间10min，使其完成羟基化改性；将20μL乙烯基三乙氧基硅烷溶于15mL乙醇(75％乙醇水溶液)中，制得硅烷偶联剂溶液；将羟基化改性后的玻璃片浸没于硅烷偶联剂溶液中处理30min，完成烯基化改性；
(2)取200mg甲基丙烯酰胺盐酸胍、81.6mg丙烯酸乙酯以及2.3mg偶氮二异丁腈溶于20mL乙醇和水的混合溶剂(乙醇与水体积比3:2)中，然后将完成烯基化改性的玻璃片浸没于体系中，向反应容器中通入30min氮气后，密封，于70℃条件下反应24h，得到抗菌改性的玻璃片，记作PGE。
实施例2
与实施例1基本相同，区别在于，步骤(2)中采用104.5mg丙烯酸丁酯以及2.5mg偶氮二异丁腈，产品记作PGB。
实施例3
与实施例1基本相同，区别在于，步骤(2)中采用127.4mg丙烯酸己酯以及2.7mg偶氮二异丁腈，产品记作PGH。
实施例4
与实施例1基本相同，区别在于，步骤(2)中采用150.3mg丙烯酸辛酯以及2.9mg偶氮二异丁腈，产品记作PGO。
实施例5
与实施例1基本相同，区别在于，步骤(2)中采用173.2mg丙烯酸十酯以及3.1mg偶氮二异丁腈，产品记作PGI。
实施例6
与实施例1基本相同，区别在于，步骤(2)中采用125.8mg丙烯酸环己酯以及2.7mg偶氮二异丁腈，产品记作PGCH。
实施例7
与实施例1基本相同，区别在于，步骤(1)中基材为硅橡胶。
实施例8
与实施例1基本相同，区别在于，步骤(1)中基材为聚醚嵌段聚酰胺管材。
实施例9
与实施例1基本相同，区别在于，步骤(1)中基材为不锈钢基材。
实施例10
与实施例2基本相同，区别在于，步骤(2)中丙烯酸丁酯为200mg，产品记作PGB-1。
对比例1
与实施例2基本相同，区别在于，步骤(2)为取300mg丙烯酸丁酯以及2.5mg偶氮二异丁腈溶于20mL乙醇和水的混合溶剂(乙醇与水体积比3:2)中，然后将完成烯基化改性的玻璃片浸没于体系中，向反应容器中通入30min氮气后，密封，于70℃条件下反应24h，得到改性的玻璃片，记作PB。
对比例2
未做任何改性的玻璃片。
对比例3
未做任何改性的硅橡胶。
对比例4
未做任何改性的聚醚嵌段聚酰胺管材。
对比例5
未做任何改性的不锈钢基材。
表征测试：
抗菌效果测试
将实施例1～10及对比例1中制得的改性基材都设置成0.5×0.5cm的样品，放入无菌48空孔板中，滴加10μLOD600＝0.01的菌液，盖上后置于37℃恒温培养箱培养3h。加入500μL液体培养基浸泡样品，充分振荡并浸泡10min，通过超声(150w)1分钟(每次超声10秒钟停止间隔5秒钟)收集细菌，按1:100和1:500进行逐级稀释后涂板。置于37℃恒温培养箱过夜培养后拍照，对板上的菌落数进行统计，以未作改性的做对比。选择大肠杆菌(E.coil)和金黄色葡萄球菌(S.aureus)两种细菌进行实验设计。
抑菌效率由如下方程进行估算：
抑菌效率＝(A-B)/A×100％
其中A和B分别是未改性的基材和聚合改性之后样品上的菌落数。每个样品一式三份进行测量。
结果如表1所示：
表1
Figure BDA0003453623030000141
Figure BDA0003453623030000151
上述结果表明，针对各种类型的基材，经过阳离子单体和疏水单体改性之后，得到抗菌材料，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌都具有极强的抗菌效率。而对比例1中，不含有阳离子抗菌物质，抗菌效率仅16％。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准，说明书及附图可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种抗菌改性基材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将基材表面进行羟基化改性，制得羟基化基材；将含双键的硅烷偶联剂配制成硅烷偶联剂溶液；使所述羟基化基材的表面与所述硅烷偶联剂溶液接触，制得烯基化基材；使所述烯基化基材表面的双键与阳离子单体和疏水单体发生自由基聚合反应，制得所述抗菌改性基材；
所述基材的材质为聚合物、金属材料以及无机非金属材料中的一种或多种；所述阳离子单体为
Figure FDA0003453623020000011
所述疏水单体为/>
Figure FDA0003453623020000012
其中，X每次出现，独立地选自Cl、Br或I；
Y每次出现，独立地选自O或NH；
R1～R2每次出现，分别独立地选自-H或-CH3；
R3每次出现，独立地选自甲基、甲氧基、乙基、乙氧基、碳原子数3～10的直链烷基、直链烷氧基、支链烷基、支链烷氧基或环烷基。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含双键的硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷以及乙烯基三乙酰氧基硅烷中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述阳离子单体和所述疏水单体的物质的量之比为(1～4):1；和/或
所述含双键的硅烷偶联剂、所述阳离子单体、所述疏水单体的物质的量之比为1:(10～14):(7～9)。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，使所述羟基化基材的表面与所述硅烷偶联剂溶液接触时，所述含双键的硅烷偶联剂在所述羟基化基材的单位面积用量为0.15mmol/cm2～0.25mmol/cm2。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂溶液的浓度为0.004mol/L～0.01mol/L；和/或
所述硅烷偶联剂溶液的溶剂为水和/或醇类溶剂。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述基材的材质为聚氨酯、聚醚嵌段聚酰胺、聚二甲基硅氧烷、聚氯乙烯、镁合金、钛合金、不锈钢、铜、玻璃以及单质硅中的一种或多种。
7.根据权利要求1～6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述羟基化处理的方法为酸处理、碱处理或等离子体处理。
8.根据权利要求1～6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述自由基聚合反应的条件为：反应气氛为惰性氛围，反应温度为65℃～75℃，反应时间为20h～28h。
9.一种抗菌改性基材，其特征在于，由权利要求1～8任一项所述的制备方法制得。
10.一种医疗器械，其特征在于，包括权利要求9所述的抗菌改性基材。
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