大分子自组装生物功能涂层材料及抗菌性能研究
发布时间：2021-01-04 18:19
植入感染目前已成为生物医用金属植入器件临床应用的巨大障碍,开展抗植入感染材料的开发与研究具有必要性和迫切性。植入感染本质上是材料表面粘附的细菌与生成的生物膜引起的,从研究思路、方法和效果的角度分析,聚合物涂层因其结构功能可设计性、抗菌可靠性高、不影响整体机械性能等优点,无疑是解决细菌粘附与定殖的有效策略。近年来,基于聚合物的抗菌材料及抗菌机理得到了广泛的关注,但仍有诸多问题需要考虑和解决:如死细菌在杀菌型涂层表面累积问题;细菌抵抗型表面往往同时抵抗细胞粘附,缺乏相应生物活性的兼顾与调控,且抑菌活性仍不理想;多重抗菌涂层结构设计复杂,制备困难;LbL法与表面接枝法等涂层制备方法过程繁琐、冗长、不可控,制备工艺亟需进步等。这些都是本文关注并尝试解决的主要问题。大分子自组装及其组装聚集体研究一直是高分子科学领域的热点之一,随着多年发展,科学家们更加关注通过多组分、多级次组装方式探索大分子自组装聚集体的功能化及其应用。但大多数自组装研究集中在嵌段聚合物,因合成相对困难,其实际应用受到了一定限制。相对于嵌段共聚物,双亲性无规共聚物简单易得,其组装胶体表面同时存在离散分布的亲疏水功能微区,还可作为...
【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：157 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
生物膜循环形成过程及诱导生成机制，该示意图仅试图总结涉及生物膜形成及扩散的一些通常特征
繁多、组分可调、结构功能可设计性强等优点，在改造植入物表面性质方面更]，除此之外，其不仅可以具备抗菌功能的可设计性，通过聚合物结构、组分、的调节还可满足植入材料的特殊需求，如细胞相容性、促成骨性、防污性等，涂层在抗菌涂层领域具有极大的研究价值与潜在应用前景。 聚合物基抗菌涂层研究现状聚合物基抗菌涂层是指以聚合物为涂层构建基元制备的聚合物涂层或聚合物，这些物质在植入物表面形成一层均匀牢固的薄膜，通过自身结构或负载功能抗菌，解决植入物表面细菌感染问题[37]。由于聚合物结构的广阔性和良好的生，已经在植入材料表面实现构建了多种聚合物基抗菌涂层以应对细菌生态系统和感染的复杂性，如季铵盐聚合物型、两性离子聚合物、含胍聚合物型、超支状聚合物型、合成多肽型、聚降冰片衍生物等等[7]。而根据涂层抗菌机制的不这些表面涂层分为：细菌杀死型表面涂层；细菌抵抗型表面涂层；复合型抗菌等等[38,39]，如图 1-2 所示，其中细菌抵抗型表面可分为细菌粘附抵抗型表面和释放型表面，以下将从抗菌机制类别展开讨论。
呈现良好的生物相容性，在整形外科中具有潜在应用前景。Liu 等[42]将氧烷和聚(丙烯酸)/庆大霉素硫酸盐复合溶液通过层层自组装(Layer-by-Layer)方法用 AZ31 合金上制备了耐腐蚀和抗菌复合涂层，复合涂层提高了 AZ31 合金的耐腐，在连续 17d 释放药物周期内均具有高效的抗菌性能。除传统有机抗菌剂以外，无菌剂诸如银、金、铜和锌等离子或各种形式纳米粒子以高效的杀菌活性与独特的机]近年来受到广泛关注和深入、系统的研究，如图 1-3 所示，鉴于此，在此节只简单无机抗菌剂在聚合物涂层中一些应用。Li 等[44]在此基础上增加了聚多巴胺(PDA)辅，提高复合涂层与基材的结合强度，并证明 Ag+通过 Fickian 扩散机制控制释放。L]则将 CuNP 引入到树枝状聚甘油(MI-dPG)基质中制备了长效、广谱的新型抗菌涂过“吸附-杀灭-释放”策略对卡那霉素抗性的大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有长效的特性，这种涂层模式在可植入器材中具有潜在应用。Peng 等[46]在镁合金表面通过等体电解氧化和水热处理法制备了 PEO/Mg-Zn-Al 双氢氧化物层(LDH)复合涂层，结示，复合涂层具有更好的耐腐蚀性，Zn2+和 Mg2+离子产生释放协同作用增强了涂层骨能力，Zn2+离子对金黄色葡萄球菌具有很强的抗菌能力，复合涂层在骨相关植入具有广阔的应用前景。
【参考文献】：
期刊论文
[1]植入金属材料表面的具有响应性药物释放功能的大分子自组装抗菌涂层的制备及性能[J]. 李杨,朱叶,孟龙,魏玮,罗静,刘晓亚. 高等学校化学学报. 2018(06)
[2]Fabrication of UV responsive micelles-containing multilayers and their influence on cell adhesion[J]. Haolan Zhang,Danyu Wang,Xue Lin,Nikolaos Politakos,Jimena S.Tuninetti,Sergio Enrique Moya,Changyou Gao. Science China（Chemistry）. 2018(01)
[3]镁基表面葡聚糖功能涂层的制备与性能研究[J]. 崔燕,孙家娣,朱叶,石甜甜,刘晓亚. 化工新型材料. 2017(12)
[4]骨科金属植入物表面载药抗菌涂层的研究进展[J]. 张尧,徐哲,索海强,冯卫. 中国修复重建外科杂志. 2017(11)
[5]壳聚糖/单宁酸复合胶体粒子的制备及功能涂层研究[J]. 石甜甜,孙家娣,朱叶,孟龙,魏玮,刘晓亚. 功能材料. 2017(05)
[6]Implant biomaterials: A comprehensive review[J]. Monika Saini,Yashpal Singh,Pooja Arora,Vipin Arora,Krati Jain. World Journal of Clinical Cases. 2015(01)
[7]多重敏感性双亲共聚物P（DM-co-AA-co-CA）的自组装及性能[J]. 顾辛艳,易成林,卢杨斌,范存华,江金强,刘晓亚. 高等学校化学学报. 2011(08)
[8]溶液中钙离子对玻璃颗粒电泳沉积的影响[J]. 焦玉恒,陈晓明. 硅酸盐学报. 2004(07)
硕士论文
[1]金属离子的抗菌性能及其抗菌机理研究[D]. 王晓岚.华南理工大学 2015
本文编号：2957202
【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：157 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
生物膜循环形成过程及诱导生成机制，该示意图仅试图总结涉及生物膜形成及扩散的一些通常特征
繁多、组分可调、结构功能可设计性强等优点，在改造植入物表面性质方面更]，除此之外，其不仅可以具备抗菌功能的可设计性，通过聚合物结构、组分、的调节还可满足植入材料的特殊需求，如细胞相容性、促成骨性、防污性等，涂层在抗菌涂层领域具有极大的研究价值与潜在应用前景。 聚合物基抗菌涂层研究现状聚合物基抗菌涂层是指以聚合物为涂层构建基元制备的聚合物涂层或聚合物，这些物质在植入物表面形成一层均匀牢固的薄膜，通过自身结构或负载功能抗菌，解决植入物表面细菌感染问题[37]。由于聚合物结构的广阔性和良好的生，已经在植入材料表面实现构建了多种聚合物基抗菌涂层以应对细菌生态系统和感染的复杂性，如季铵盐聚合物型、两性离子聚合物、含胍聚合物型、超支状聚合物型、合成多肽型、聚降冰片衍生物等等[7]。而根据涂层抗菌机制的不这些表面涂层分为：细菌杀死型表面涂层；细菌抵抗型表面涂层；复合型抗菌等等[38,39]，如图 1-2 所示，其中细菌抵抗型表面可分为细菌粘附抵抗型表面和释放型表面，以下将从抗菌机制类别展开讨论。
呈现良好的生物相容性，在整形外科中具有潜在应用前景。Liu 等[42]将氧烷和聚(丙烯酸)/庆大霉素硫酸盐复合溶液通过层层自组装(Layer-by-Layer)方法用 AZ31 合金上制备了耐腐蚀和抗菌复合涂层，复合涂层提高了 AZ31 合金的耐腐，在连续 17d 释放药物周期内均具有高效的抗菌性能。除传统有机抗菌剂以外，无菌剂诸如银、金、铜和锌等离子或各种形式纳米粒子以高效的杀菌活性与独特的机]近年来受到广泛关注和深入、系统的研究，如图 1-3 所示，鉴于此，在此节只简单无机抗菌剂在聚合物涂层中一些应用。Li 等[44]在此基础上增加了聚多巴胺(PDA)辅，提高复合涂层与基材的结合强度，并证明 Ag+通过 Fickian 扩散机制控制释放。L]则将 CuNP 引入到树枝状聚甘油(MI-dPG)基质中制备了长效、广谱的新型抗菌涂过“吸附-杀灭-释放”策略对卡那霉素抗性的大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有长效的特性，这种涂层模式在可植入器材中具有潜在应用。Peng 等[46]在镁合金表面通过等体电解氧化和水热处理法制备了 PEO/Mg-Zn-Al 双氢氧化物层(LDH)复合涂层，结示，复合涂层具有更好的耐腐蚀性，Zn2+和 Mg2+离子产生释放协同作用增强了涂层骨能力，Zn2+离子对金黄色葡萄球菌具有很强的抗菌能力，复合涂层在骨相关植入具有广阔的应用前景。
【参考文献】：
期刊论文
[1]植入金属材料表面的具有响应性药物释放功能的大分子自组装抗菌涂层的制备及性能[J]. 李杨,朱叶,孟龙,魏玮,罗静,刘晓亚. 高等学校化学学报. 2018(06)
[2]Fabrication of UV responsive micelles-containing multilayers and their influence on cell adhesion[J]. Haolan Zhang,Danyu Wang,Xue Lin,Nikolaos Politakos,Jimena S.Tuninetti,Sergio Enrique Moya,Changyou Gao. Science China（Chemistry）. 2018(01)
[3]镁基表面葡聚糖功能涂层的制备与性能研究[J]. 崔燕,孙家娣,朱叶,石甜甜,刘晓亚. 化工新型材料. 2017(12)
[4]骨科金属植入物表面载药抗菌涂层的研究进展[J]. 张尧,徐哲,索海强,冯卫. 中国修复重建外科杂志. 2017(11)
[5]壳聚糖/单宁酸复合胶体粒子的制备及功能涂层研究[J]. 石甜甜,孙家娣,朱叶,孟龙,魏玮,刘晓亚. 功能材料. 2017(05)
[6]Implant biomaterials: A comprehensive review[J]. Monika Saini,Yashpal Singh,Pooja Arora,Vipin Arora,Krati Jain. World Journal of Clinical Cases. 2015(01)
[7]多重敏感性双亲共聚物P（DM-co-AA-co-CA）的自组装及性能[J]. 顾辛艳,易成林,卢杨斌,范存华,江金强,刘晓亚. 高等学校化学学报. 2011(08)
[8]溶液中钙离子对玻璃颗粒电泳沉积的影响[J]. 焦玉恒,陈晓明. 硅酸盐学报. 2004(07)
硕士论文
[1]金属离子的抗菌性能及其抗菌机理研究[D]. 王晓岚.华南理工大学 2015
本文编号：2957202
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/2957202.html
