摘要
伤口敷料和植入式医疗器械等各种医用材料已在医疗保健中得到广泛应用，在现代医学治疗中起着至关重要的作用。然而，医用材料表面为病原细菌粘附和生物膜建立创造了理想环境，一旦细菌粘附在材料上并成功建立生物膜，细菌就会破坏设备功能，并且能抵抗宿主免疫系统和大部分抗生素的作用，从而造成细菌感染，甚至对生命构成威胁。因此，迫切需要开发出可以有效防止细菌附着和生物膜形成的抗菌材料，且材料应具备良好的机械性能和生物相容性等。本文为防止糖尿病足伤口与植入式医疗器械表面的细菌感染，设计了两种基于天然植物多酚化合物单宁酸构建的抗菌材料，探究了材料的抗菌机制，以及其作为医用材料的应用前景。 首先，对于糖尿病足这类经常受到外力作用的伤口，其愈合速度较慢、组织修复较难，为此，使用天然植物多酚单宁酸、两性离子单体甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱（SBMA）和化学交联剂聚乙二醇二丙烯酸酯通过热引发共聚形成复合抗菌水凝胶。开发的水凝胶压缩强度高达19.76MPa，能够抵御超过3500次的压缩循环，并且可以有效缓解足底压力。水凝胶能与猪皮和玻璃表面产生良好的结合，粘附强度分别达20.22kPa和84.00kPa。单宁酸具备的自由基清除活性使水凝胶具有较好的抗氧化性能，同时复合水凝胶具有优异的抗金黄色葡萄球菌活性，避免引起抗生素耐药性的风险。小鼠实验证明了其具备促进伤口愈合的作用，该水凝胶有望应用在糖尿病足伤口修复等领域。 进一步的，针对植入式医疗器械表面引发细菌感染的问题，使用了具有固有抗菌能力的单宁酸和硫酸铜，通过简单的一步组装法改性聚二甲基硅氧烷（PDMS）表面，分别制备了单宁酸、单宁酸与铜离子配位的抗菌涂层。单宁酸与金属离子的加入使材料接触角下降至39.1°，亲水性提高。涂层中铜离子含量最高为2.33μg/cm2，较高的抗菌剂含量使涂层具备优异的抗金黄色葡萄球菌生物膜特性及抗菌活性，并且改性后的材料基本没有细胞毒性，小鼠成纤维细胞的活性为97.65%，该材料有望作为抗菌涂层应用于植入式医疗器械表面。
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