pH响应性聚合物抗菌涂层的制备及性能研究

作者：罗静; 戴苗; 刘晓亚; 李小杰^*

来源：表面技术, 2021, 50(10): 194-278.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2021.10.018

• 防污杀菌
• 聚合物涂层
• pH响应
• 席夫碱
• 聚乙二醇(PEG)
• 不锈钢316L

目的制备一种具有p H响应性的智能聚合物抗菌涂层,能按需实现涂层从防污到杀菌功能的转换。方法以季铵盐甲基丙烯酰氧乙基二甲基辛烷基溴化铵(DMAEMA-8C)、对-(2-甲基丙烯氧乙氧基)苯甲醛(MAEBA)和甲基丙烯酸异辛酯(EHA)作为共聚单体,通过自由基聚合制备了一种季铵盐聚合物PMQE-CHO,并将其利用浸涂技术在不锈钢316L(SS)表面制备季铵盐聚合物涂层SS-PMQE-CHO。随后,使用PEG-NH2对季铵盐涂层SS-PMQE-CHO表面进行接枝改性,得到p H响应性聚合物涂层SS-PMQE-PEG。对涂层的基本性能进行了表征。通过大肠杆菌和荧光素偶联的牛血清白蛋白(FITC-BSA)的附着力测试,评估涂层的防污和抗菌性能。利用抗菌实验表征涂层在不同p H条件下的抗菌效果。进行体外细胞毒性分析和溶血试验,评估涂层的生物相容性。结果涂层结构致密规整、机械性能优异,具有良好的生物相容性和低溶血率,并且可以有效地防止BSA和大肠杆菌的粘附。在菌液里培养10h后,涂层SS-PMQE-PEG-30和SS-PMQE-PEG-40表面的细菌与SS表面的细菌相比,分别减少了94%和96%。此时,PEG显示出有效的防污作用。在菌液里培养24 h后,菌液的p H值降低。涂层SS-PMQE-PEG-30和SS-PMQE-PEG-40的功能从防污转化为杀菌,杀菌效率分别为93%和92%。即使是在PBS中浸泡两周后,涂层仍呈现出良好的功能转化性能。结论在正常条件下,涂层SS-PMQE-PEG中的PEG可以有效抵抗蛋白质和细菌的粘附。当涂层附近的微环境变为弱酸性时,席夫碱键发生断裂,此时涂层底部的杀菌层暴露出来,以杀死细菌并抑制感染的发生。

• 单位
  化学与材料工程学院; 江南大学