CN117815463A - 一种亲水抗菌涂层及其制备方法、以及一种医疗产品 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种亲水抗菌涂层及其制备方法、以及一种医疗产品。所述亲水抗菌涂层的制备方法包括步骤：提供基材，在基材表面形成含巯基的聚多巴胺涂层；将所述含巯基的聚多巴胺涂层与双键功能化的聚乙二醇和具有双键的两性离子有机化合物的混合水溶液接触，在紫外光照下反应形成所述亲水抗菌涂层。所述制备方法制备得到的亲水抗菌涂层具有优异的亲水性能、抗生物污染性能、抗菌性能以及良好的生物相容性，可以应用于多种医疗器械表面。
Description
技术领域
本发明属于生物医用材料与医疗器械领域，具体涉及一种亲水抗菌涂层及其制备方法、以及一种医疗产品。
背景技术
随着我国社会的逐渐发展，由疾病、创伤以及人口老龄化等问题导致的人体组织器官的修复和以及替换治疗对植/介入医疗器械的研制和发展提出了巨大的需求和挑战。“中国制造2025”及“健康中国2030”均指出：大力发展高性能医疗器械，提高具有自主知识产权的医用材料的国际竞争力。众所周知，应用于人体的植/介入医疗器械(如，血管支架、中心静脉导管等各种医用导管、血栓滤器、骨植入器械等)在植入人体后，不可避免地会引发一系列的不利生物反应，而这种界面生理反应主要与植入器械的表面性能有关，因此，通过表面改性提高植/介入医疗器械以及相关的生物医用材料的生物相容性，并进一步提高其体内服役性能具有十分重要的意义。人体组织含量大量的水，应用于人体的植/介入医疗器械和生物材料必须具有良好的亲水性能，以便能够阻止蛋白、细菌以及血液细胞等物质的粘附、聚集和激活，从而避免血栓和炎症等并发症的发生，同时为相关细胞的生长提供良好的生理环境。另一方面，以生物材料为中心的感染(BCI)已经成为常见的医院内感染，成为临床上植/介入医疗器械应用面临的重大临床问题。细菌在生物材料或医疗器械植入的同时进入基体，粘附于植入物表面形成生物膜，一旦发生BCI，临床应用的抗生素难以渗透穿过生物膜，造成感染反复发作，成为临床治疗的关键难题。
目前有大量的亲水性分子被用于生物材料或植/介入医疗器械的表面形成亲水性表面，从而提高材料的生物相容性，其中，聚乙二醇及其衍生物是应用最为广泛的物质之一，通过物理吸附或者化学固定在材料或器械表面固定聚乙二醇是常用的构建亲水性改性层的方法，但物理吸附方法引入的聚乙二醇结合力弱，容易在植入和服役过程中流失，不适合用于植/介入医疗器械的表面亲水涂层制备。因此，通过共价化学键合的方法固定聚乙二醇成为构建亲水性表面的常用方法，然而，目前的构建方法存在引入量较少、对材料基体具有损伤、反应不可控、亲水性不佳等诸多缺点。另一方面，尽管聚乙二醇由于具有良好的亲水性能和空间位阻性能可以很好地阻止蛋白和血液细胞的粘附，并具有一定的阻止细菌粘附的作用，但在抗感染能力方面存在较大的局限性。因此，如何对亲水改性层进一步赋予抗菌抑菌性能对植/介入医疗器械(如、血管支架、医用导管、骨植入器械等)的临床应用具有十分重要的意义。
发明内容
基于上述问题，本发明提供一种亲水抗菌涂层及其制备方法、以及一种医疗产品。
本发明提供一种亲水抗菌涂层的制备方法，包括步骤：提供基材，在基材表面形成含巯基的聚多巴胺涂层；将所述含巯基的聚多巴胺涂层与双键功能化的聚乙二醇和具有双键的两性离子有机化合物的混合水溶液接触，在紫外光照下反应形成所述亲水抗菌涂层。
可选的，所述在基材表面形成含巯基的聚多巴胺涂层的制备方法为：将基材与pH为8.0～9.0、浓度为0.1～1.0mg/mL的多巴胺的三羟甲基氨基甲烷溶液和双巯基化合物的混合溶液接触，室温下反应10～50小时，形成含巯基的聚多巴胺涂层。
可选的，所述在基材表面形成含巯基的聚多巴胺涂层的制备方法为：将基材与pH为8.0～9.0、浓度为0.1～1.0mg/mL的多巴胺的三羟甲基氨基甲烷溶液接触，室温下反应10～50小时；将基材与双巯基的化合物的溶液接触，充分反应4～12小时，基材上形成所述含巯基的聚多巴胺涂层。
可选的，所述双键功能化的聚乙二醇的制备方法为：将聚乙二醇溶解在四氢呋喃溶液中，加入乙烯基化合物，充分搅拌反应，加入冰乙醇生成沉淀，获得双键功能化的聚乙二醇。
可选的，所述双键功能化的聚乙二醇和具有双键的两性离子有机化合物的混合水溶液中包括光引发剂，所述光引发剂为2,2-二甲氧基-苯基苯乙酮。
可选的，所述双键功能化的聚乙二醇与具有双键的两性离子有机化合物的质量比为1:10～10:1；所述2,2-二甲氧基-苯基苯乙酮的质量为双键功能化聚乙二醇和具有双键的两性离子有机化合物的总质量之和的1％～10％。
可选的，所述紫外光的照射时长为1～4小时，紫外光的强度为300～600W/cm2，紫外光的波长为365nm。
可选的，所述聚乙二醇为直链聚乙二醇或多臂聚乙二醇。
可选的，所述多臂聚乙二醇为四臂聚乙二醇、六臂聚乙二醇或八臂聚乙二醇，所述多臂聚乙二醇的粘均分子量为2000～10000。
可选的，所述乙烯基化合物为乙烯基酰氯或羧基乙烯基化合物。
可选的，所述具有双键的两性离子有机化合物为：磷脂胆碱、硫代甜菜碱或羧基甜菜碱的至少一种。
可选的，所述基材为医疗器械表面。
本发明还提供一种根据上述制备方法制备的亲水抗菌涂层。
本发明还提供一种医疗产品，其至少部分表面具有上述所述的亲水抗菌涂层。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：
(1)由于多巴胺在弱碱性环境中可以在几乎所有材料的基体表面形成牢固的聚多巴胺涂层，该涂层形成过程中可以与含巯基或氨基的物质反应，也可以在聚多巴胺涂层形成后与含巯基或氨基的物质反应，因此，本发明的在生物材料或植/介入医疗器械表面制备亲水抗菌涂层的技术方案几乎可以应用于所有生物材料和植/介入医疗器械的表面改性，提高材料的生物相容性和植入后的服役性能。
(2)本发明的制备亲水抗菌涂层的反应条件温和，材料来源易得，并且不需要特殊的反应条件和反应设备，整个反应在常温下进行，并且采用的聚乙二醇和两性离子有机化合物都具有良好的亲水性能和抗生物污染性能，因此，本发明获得的改性涂层具有优异的亲水性能和抗菌性能。
(3)本发明所述的亲水抗菌涂层的制备方法，通过控制双建功能化的聚乙二醇和具有双建的两性离子有机化合物的比例来调控材料的表面亲水抗菌性能，从而可以根据不同的应用需求在不同基材的表面获取不同的涂层。
(4)本发明所述的亲水抗菌涂层具有优异的亲水性能、抗生物污染性能、抗菌性能以及良好的生物相容性，可以应用于血液接触材料或器械(如血管支架、心脏瓣膜、血栓滤器、中心静脉导管、血液透析导管等)提高材料的血液相容性、应用于泌尿系统的植/介入医疗器械(如，导尿管、尿路支架等)提高其抗菌性能和亲水性能、应用于呼吸系统的植/介入医疗器械(如气道支架、人工气管等)用于提高其抗生物污染性能和抗感染性能、以及应用于骨植入材料或器械用于提高其亲水性能、抗菌性能以及促细胞生长性能等。
附图说明
本发明的其它特征以及优点将通过以下结合附图详细描述的可选实施方式更好地理解，附图中相同的标记表示相同或相似的部件，其中：
图1示出了根据本发明的实施例2进行水接触角的测量结果；
图2示出了根据本发明的实施例3进行血小板粘附实验的扫描电镜图；
图3示出了根据本发明的实施例4进行抗菌实验的结果；
图4示出了根据本发明的实施例5进行蛋白吸附实验的结果。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。在附图中，相同或相似的标号表示相同或相似的元件或具有相同或相似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本发明的具体实施方式提供一种亲水抗菌涂层及其制备方法、以及医疗产品。所述亲水抗菌涂层通过多巴胺与双巯基物质的反应在基体表面获得巯基改性的表面，进一步通过与双建功能化的聚乙二醇以及具有双建的两性离子有机化合物反应，从而获得亲水抗菌的表面涂层。
本发明的具体实施方式的亲水抗菌涂层的制备方法，包括步骤：提供基材，在基材表面形成含巯基的聚多巴胺涂层；将所述含巯基的聚多巴胺涂层与双键功能化的聚乙二醇和具有双键的两性离子有机化合物的混合水溶液接触，在紫外光照下反应形成所述亲水抗菌涂层。
本发明的具体实施方式的亲水抗菌涂层的制备方法，在一些具体的实施方式中，所述在基材表面形成含巯基的聚多巴胺涂层的制备方法为：将基材与pH为8.0～9.0、浓度为0.1～1.0mg/mL的多巴胺的三羟甲基氨基甲烷溶液和双巯基化合物的混合溶液接触，室温下反应10～50小时，形成含巯基的聚多巴胺涂层。
本发明的具体实施方式的亲水抗菌涂层的制备方法，在一些具体的实施方式中，在基材表面形成含巯基的聚多巴胺涂层的制备方法为：将基材与pH为8.0～9.0、浓度为0.1～1.0mg/mL的多巴胺的三羟甲基氨基甲烷溶液接触，室温下反应10～50小时；将基材与双巯基的化合物的溶液接触，充分反应4～12小时，基材上形成所述含巯基的聚多巴胺涂层。
本发明的具体实施方式的亲水抗菌涂层的制备方法，在基材上形成含巯基的聚多巴胺涂层，聚多巴胺涂层紧密且与基材粘附好，不会改变基材的物理化学性质。且聚多巴胺可以粘附于多种基材上，粘附性好，因此可以应用于多种医疗器械产品表面的改性。
由于多巴胺自聚合过程中形成了十分复杂的结构，在形成聚多巴胺涂层的过程中也可以与其它物质形成配位键合(如金属离子)或者化学结合(如，含氨基或者巯基的物质)，从而也可以与其它物质进行共沉积在表面形成载生物活性因子的涂层，并且涂层仍然具有进一步固定生物活性分子的能力，从而可以构建多功能生物活性表面用于调控植入周围的生理微环境响应，增强材料或器械的生物相容性或其他性能。
本发明的具体实施方式的亲水抗菌涂层的制备方法，在一些具体的实施方式中，所述双键功能化的聚乙二醇的制备方法为：将聚乙二醇溶解在四氢呋喃溶液中，加入乙烯基化合物，充分搅拌反应，加入冰乙醇生成沉淀，获得双键功能化的聚乙二醇。
本发明的具体实施方式的亲水抗菌涂层的制备方法，在一些具体的实施方式中，在双键功能化的聚乙二醇的制备中加入的乙烯基化合物为乙烯基酰氯或羧基乙烯基化合物。
本发明的具体实施方式的亲水抗菌涂层的制备方法，在一些具体的实施方式中，所述聚乙二醇为直链聚乙二醇或多臂聚乙二醇。
本发明的具体实施方式的亲水抗菌涂层的制备方法，由于多臂聚乙二醇相对于直链聚乙二醇，亲水性能更好，且更容易实现双键功能化，因此优选多臂聚乙二醇。在一些具体的实施方式中，所述多臂聚乙二醇为四臂聚乙二醇、六臂聚乙二醇或八臂聚乙二醇。
本发明的具体实施方式的亲水抗菌涂层的制备方法，在一些具体的实施方式中，所述多臂聚乙二醇的粘均分子量为2000～10000。
本发明的具体实施方式的亲水抗菌涂层的制备方法，在一些具体的实施方式中，为提高亲水抗菌涂层的生成速率，添加光引发剂促进紫外光照条件下含巯基的聚多巴胺涂层与双键功能化的聚乙二醇和具有双键的两性离子有机化合物的反应速率。在一些具体的实施方式中，所述光引发剂为2,2-二甲氧基-苯基苯乙酮。
本发明的具体实施方式的亲水抗菌涂层的制备方法，在一些具体的实施方式中，双键功能化的聚乙二醇和具有双键的两性离子有机化合物的混合水溶液中，双键功能化的聚乙二醇与具有双键的两性离子有机化合物的质量比为1:10～10:1，具体例如可以是1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:10、1:1、2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1或10:1等等。根据不同的基材以及涂层亲水抗菌性能的应用要求，选取不同的双键功能化的聚乙二醇与具有双键的两性离子有机化合物的质量比进行所述亲水抗菌涂层的制备，以获得不同亲水抗菌性能的涂层。
本发明的具体实施方式的亲水抗菌涂层的制备方法，在一些具体的实施方式中，加入2,2-二甲氧基-苯基苯乙酮的质量为双键功能化聚乙二醇和具有双键的两性离子有机化合物的总质量之和的1％～10％，具体例如可以是1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或10％等等。
本发明的具体实施方式的亲水抗菌涂层的制备方法，通过紫外光照射使含巯基的聚多巴胺涂层与双键功能化的聚乙二醇和具有双键的两性离子有机化合物反应，以使双键功能化的聚乙二醇和具有双键的两性离子有机化合物接枝在聚多巴胺涂层上，形成亲水抗菌涂层。制备亲水抗菌涂层的化学反应在常温下进行，无需特殊的反应条件和反应设备。
本发明的具体实施方式的亲水抗菌涂层的制备方法，在一些具体的实施方式中，紫外光的照射时长为1～4小时，具体例如可以是1小时、2小时、3小时或4小时等等；采用的紫外光的强度为300～600W/cm2，具体例如可以是300W/cm2、400W/cm2、500W/cm2或600W/cm2；采用的紫外光的波长可以为但不限于365nm。
本发明的具体实施方式的亲水抗菌涂层的制备方法，在一些具体的实施方式中，所述具有双键的两性离子有机化合物为两性离子有机化合物。两性离子有机化合物是一类具有正负电荷和良好亲水性的物质，固定在生物材料表面呈现出优异的抗生物污染性能和抗菌性能。
本发明的具体实施方式的亲水抗菌涂层的制备方法，在一些具体的实施方式中，所述具有双键的两性离子有机化合物为磷脂胆碱(MPC)、硫代甜菜碱(SBMA)或羧基甜菜碱(CBMA)，其结构如式(1)所示。
本发明的具体实施方式的亲水抗菌涂层的制备方法，在一些具体的实施方式中，所用的双键功能化的聚乙二醇为双键功能化的六臂聚乙二醇，所用的两性离子有机化合物为磷脂胆碱(MPC)，双键功能化的六臂聚乙二醇通过六臂聚乙二醇与乙烯基酰氯反应获得。参考图1，图1示出了本发明的一种具体实施方式的亲水抗菌涂层的制备方法的路线图。
本发明的具体实施方式的亲水抗菌涂层的制备方法，在一些具体的实施方式中，所述基材为医疗器械表面。
本发明的具体实施方式的亲水抗菌涂层的制备方法，在一些具体的实施方式中，所述基材可以为多种材料，可以为高分子材料(如聚氨酯、硅胶、聚四氟乙烯等)、金属材料(如医用不锈钢、钛合金、镍钛合金、镁合金等)、无机非金属材料(如羟基磷灰石等)或这三种材料制备的复合材料。
本发明的具体实施方式还提供一种亲水抗菌涂层，通过如上述所述的制备方法制备获得。
本发明的具体实施方式还提供一种医疗产品，其至少部分表面具有上述的亲水抗菌涂层，所述亲水抗菌涂层具有优异的亲水性能、抗生物污染性能、抗菌性能以及良好的生物相容性。
本发明的具体实施方式的亲水抗菌涂层的制备方法，在一些具体的实施方式中，所述医疗产品包括血液接触材料或器械，如血管支架、心脏瓣膜、血栓滤器、中心静脉导管、血液透析导管等，所述亲水抗菌涂层可以提高材料或器械的血液相容性。
本发明的具体实施方式的亲水抗菌涂层的制备方法，在一些具体的实施方式中，所述医疗产品包括应用于泌尿系统的植/介入医疗器械，如导尿管、尿路支架等，所述亲水抗菌涂层可以提高其抗菌性能和亲水性能。
本发明的具体实施方式的亲水抗菌涂层的制备方法，在一些具体的实施方式中，所述医疗产品包括应用于呼吸系统的植/介入医疗器械，如气道支架、人工气管等，所述亲水抗菌涂层可以提高其抗生物污染性能和抗感染性能。
本发明的具体实施方式的亲水抗菌涂层的制备方法，在一些具体的实施方式中，所述医疗产品包括应用于骨植入材料或器械，所述亲水抗菌涂层可以提高其亲水性能、抗菌性能以及促细胞生长性能。
以下通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
实施例
测试方法说明
水接触角测量：采用水接触角测量仪(DSA25，Krüss GmbH，德国)进行测量；
血小板粘附实验：通过扫描电镜观察血小板的粘附数量和形态；
抗菌实验：以金黄色葡萄球菌为测试细菌进行抑菌实验；
蛋白吸附性能实验：以血浆中的纤维蛋白为模型蛋白、采用BSA吸附法进行蛋白吸附测量。
上述测量方法的详细过程在以下的实施例中。
实施例1
(1)聚氨酯基材表面制备含巯基的聚多巴胺涂层：将聚氨酯片材作为基材，首先用乙醇和去离子水各自超声清洗10分钟，然后将清洗后的基材浸没到20mL浓度为0.5mg/mL、pH为8.0～9.0的多巴胺的三羟甲基氨基甲烷溶液中(Tris缓冲溶液)，然后加入10mg的1,6-己二硫醇，振荡条件下反应24小时，清洗干燥后在基材表面获得含巯基的聚多巴胺涂层(PU-SH)。
(2)双键功能化的六臂聚乙二醇的制备：将六臂聚乙二醇溶解在四氢呋喃溶液中形成浓度为2mg/mL的溶液，取50mL该配置的溶液，加入5mL的2-氯乙基乙烯基醚，充分搅拌反应4小时，加入冰乙醇生成沉淀，获得双键功能化的六臂聚乙二醇(PEG)。
(3)聚氨酯基材表面固定六臂聚乙二醇：首先配置2mg/mL的双建功能化的六臂聚乙二醇的水溶液，然后将步骤(1)获得的PU-SH浸没到20mL的六臂聚乙二醇的水溶液中，加入2mg的2,2-二甲氧基-苯基苯乙酮，用500W/cm2波长为365nm的紫外光照射2小时，最后将基材取出用去离子水充分清洗干燥获得六臂聚乙二醇改性的聚氨酯材料(PU-PEG)。
(4)聚氨酯基材表面固定MPC：首先配置2mg/mL的2-(甲基丙烯酰氧基)乙基-2-(三甲基氨基)乙基磷酸酯(MPC)的水溶液，然后将步骤(1)获得的PU-SH浸没到20mL配置的MPC的水溶液中，加入2mg的2,2-二甲氧基-苯基苯乙酮，用500W/cm2波长为365nm的紫外光照射2小时，最后将基材取出用去离子水充分清洗干燥获得两性离子化合物MPC改性的聚氨酯材料(PU-MPC)。
(5)聚氨酯基材表面同时固定六臂聚乙二醇(PEG)和MPC：首先分别配置2mg/mL的PEG和MPC的水溶液，然后配置三种20mL的混合溶液(16mL的PEG溶液+4mL的MPC溶液，10mL的PEG溶液+10mL的MPC溶液，4mL的PEG溶液+16mL的MPC溶液，将步骤(1)获得的PU-SH材料分别浸没到三种混合溶液中，加入2mg的2,2-二甲氧基-苯基苯乙酮(PU-PEG)，用500W/cm2波长为365nm的紫外光照射2小时，最后将基体材料取出用去离子水充分清洗干燥获得亲水抗菌涂层改性的聚氨酯材料，并分别命名为PU-PEGM1，PU-PEGM2和PU-PEGM3。
实施例2
对实施例1中获得的PU、PU-SH、PU-PEG、PU-MPC、PU-PEGM1、PU-PEGM2和PU-PEGM3共7个样品进行水接触角测量，以表征其亲水性能。
采用水接触角测量仪进行水接触角的测量，测量在室温下采用躺滴法进行测量，每个样品测量5个平行样，取平均值并计算标准方差。
测量结果如图1所示，可以看出，聚氨酯基材(PU)具有相对的疏水性能，水接触角超过80度。经过含巯基的聚多巴胺涂层改性后的聚氨酯基材(PU-SH)亲水性得到一定程度的改善。进一步接枝PEG和MPC后，获得的PU-PEG、PU-MPC基材的水接触角进一步显著减小，表明PEG和MPC改性后材料的亲水性良好。采用不同浓度比例的PEG和MPC共同接枝改性后，获得的PU-PEGM1、PU-PEGM2和PU-PEGM3基材的水接触角进一步降低，基本都在10度左右，并且随着MPC含量的增加，水接触角不断降低，亲水性进一步提高。
实施例3
对实施例1中获得的PU、PU-SH、PU-PEG、PU-MPC、PU-PEGM1、PU-PEGM2和PU-PEGM3共7个样品进行血小板粘附实验，以表征其抗凝血性能。
首先将获取的新鲜全血以1500rpm离心10分钟获得富含血小板血浆(PRP)。分别取200μL PRP滴加在不同样品表面，在37℃孵育箱中孵育2小时。随后，用生理盐水清洗掉游离的血小板，粘附的血小板用2.5％戊二醛溶液在4℃下固定3小时。最后将粘附了血小板的材料依次浸泡在50％、70％、90％、100％乙醇溶液15分钟进行梯度脱水，并室温干燥。喷金处理后用扫描电镜(SEM)观察血小板粘附数量和形态。
不同样品表面血小板粘附的SEM图片如图2所示，可以看出，PU表面血小板数量最多，并且大多呈现出严重的聚集状态，部分血小板伸出伪足被激活，表明其抗凝血性能较差，经过含巯基的聚多巴胺涂层改性后，PU-SH样品的血小板数量有所减少，但聚集激活状态未得到根本改变。PU-SH接枝PEG后，由于PEG良好的亲水性能和空间位阻效应，PU-PEG表面血小板数量显著减少，形态也更加完整。PU-SH接枝MPC后，PU-MPC表面血小板呈现出较为完整的圆球形，可通过血液循环再次回到血液中。进一步地，PU-SH表面同时接枝不同配比的PEG和MPC后，表面血小板数量显著减小，形态更加完整，未发现聚集和激活血小板，表明其抗凝血性能得到根本改善。
实施例4
对实施例1中获得的PU、PU-SH、PU-PEG、PU-MPC、PU-PEGM1、和PU-PEGM3共6个样品进行抗菌实验，以表征其抗菌性能。
将金黄色葡萄球菌置于液体培养液中培养过夜，吸取10mL菌液，1300rpm离心5分钟，判断细菌存活及数量。将菌液重新摇匀，将样品置于12孔板中，吸取500μL稀释后的菌液滴加到样品表面，37℃接触培养30分钟，分别加入1500μL的灭菌去离子水，37℃培养24小时。吸取50μL样品板中的菌液，滴加到固体培养基表面涂抹均匀，37℃培养过夜后拍照计数。结果如图3所示，可以看出，PU-SH表面分别固定PEG或MPC后，材料的抗菌性能得到明显改善，而PU-SH表面同时固定PEG和MPC后，材料的抑菌率几乎达到100％，具有优异的抗菌性能。
实施例5
对实施例1中获得的PU、PU-SH、PU-PEG、PU-MPC、PU-PEGM1、PU-PEGM2和PU-PEGM3共7个样品进行蛋白吸附实验，以表征其蛋白吸附性能。
首先将样品用PBS溶液平衡2小时，然后分别加入2mL的纤维蛋白溶液(1mg/ml，0.01M PBS配置)，37℃充分吸附2.5小时，再用PBS冲洗3次，加入2mL十二烷硫酸钠溶液(SDS，1wt％)，超声脱附30分钟。将不同浓度的标准品分别加入标准孔中，取100μL脱附蛋白的SDS溶液置于待测样品孔，每孔滴加100μLBCA工作液(试剂A：试剂B＝50：1)在60℃下静置20分钟。最后吸取100μL溶液于96孔板，测量562nm处的吸光度，根据标准曲线计算蛋白吸附量。不同材料表面纤维蛋白原吸附的测量结果如图4所示，可以看出，相对疏水的PU和PU-SH表面的纤维蛋白原吸附量较大，而PU-PEG和PU-MPC表面吸附的蛋白显著减少，且PU-SH表面同时固定PEG和MPC后，样品表面蛋白的吸附量进一步显著减少。
结合实施例2～实施例5的测试结果可知，在聚氨酯基材上形成聚多巴胺涂层并同时接枝六臂聚乙二醇(PEG)和MPC获得的涂层的基材PU-PEGM1、PU-PEGM2和PU-PEGM3，相比只具有PEG或MPC、或不具有PEG或MPC的基材具有更优异的亲水性能、抗菌性能、抗凝血性能以及抑制蛋白吸附性能，可以应用于医疗器械表面涂层，且具有良好的生物相容性。
以上所述，仅为为了说明本发明的原理而采用的示例性实施例，并非用于限定本发明的保护范围。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也在本发明的保护范围内。
Claims (14)
1.一种亲水抗菌涂层的制备方法，其特征在于，包括步骤：
提供基材，在基材表面形成含巯基的聚多巴胺涂层；
将所述含巯基的聚多巴胺涂层与双键功能化的聚乙二醇和具有双键的两性离子有机化合物的混合水溶液接触，在紫外光照下反应形成所述亲水抗菌涂层。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述在基材表面形成含巯基的聚多巴胺涂层的制备方法为：将基材与pH为8.0～9.0、浓度为0.1～1.0mg/mL的多巴胺的三羟甲基氨基甲烷溶液和双巯基化合物的混合溶液接触，室温下反应10～50小时，形成含巯基的聚多巴胺涂层。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述在基材表面形成含巯基的聚多巴胺涂层的制备方法为：将基材与pH为8.0～9.0、浓度为0.1～1.0mg/mL的多巴胺的三羟甲基氨基甲烷溶液接触，室温下反应10～50小时；将基材与双巯基的化合物的溶液接触，充分反应4～12小时，基材上形成所述含巯基的聚多巴胺涂层。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述双键功能化的聚乙二醇的制备方法为：将聚乙二醇溶解在四氢呋喃溶液中，加入乙烯基化合物，充分搅拌反应，加入冰乙醇生成沉淀，获得双键功能化的聚乙二醇。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述双键功能化的聚乙二醇和具有双键的两性离子有机化合物的混合水溶液中包括光引发剂，所述光引发剂为2,2-二甲氧基-苯基苯乙酮。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述双键功能化的聚乙二醇与具有双键的两性离子有机化合物的质量比为1:10～10:1；所述2,2-二甲氧基-苯基苯乙酮的质量为双键功能化聚乙二醇和具有双键的两性离子有机化合物的总质量之和的1％～10％。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述紫外光的照射时长为1～4小时，紫外光的强度为300～600W/cm2，紫外光的波长为365nm。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述聚乙二醇为直链聚乙二醇或多臂聚乙二醇。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述多臂聚乙二醇为四臂聚乙二醇、六臂聚乙二醇或八臂聚乙二醇，所述多臂聚乙二醇的粘均分子量为2000～10000。
10.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述乙烯基化合物为乙烯基酰氯或羧基乙烯基化合物。
11.根据权利要求1-7中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述具有双键的两性离子有机化合物为：磷脂胆碱、硫代甜菜碱或羧基甜菜碱的至少一种。
12.根据权利要求1-7中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述基材为医疗器械表面。
13.一种通过如权利要求1-12中任一项所述的制备方法制备的亲水抗菌涂层。
14.一种医疗产品，其特征在于，其至少部分表面具有根据权利要求13所述的亲水抗菌涂层。
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