Advanced Healthcare Materials: 让细菌无处可逃——层层自组装法制备基底普适性的防污抗菌涂层

植入式生物医学设备已被广泛应用于改善患者的生活质量。然而,在手术前和手术过程中频繁出现的微生物感染及其引起的多种炎症反应仍然是植入式生物医学设备面临的一个巨大挑战。虽然各种各样的抗菌元素,如抗生素、银纳米颗粒和季铵化合物等被不同方法镀在不同植入式生物医学设备表面来提高其抗菌性能,但如何简单高效的实现持续且稳定的防污抗菌效果依然是困扰临床医学的难题。

西安交通大学陈鑫教授课题组与空军军医大学刘世宇教授课题组利用层层自组装技术解决了这些问题。他们首先利用聚二烯丙基二甲胺和聚苯乙烯磺酸盐通过层层自组装技术形成初级涂层,再利用羧基聚乙二醇修饰的抗菌肽通过分子交换反应形成防污抗菌涂层。该涂层对革兰氏阳性/阴性菌均有较强的抗菌防污能力,可多次重复使用,并对各种底物有较好的兼容性。此外,这种涂层具有持久稳定性,即使长期存在于生理环境中或经苛刻条件处理,该涂层的防污抗菌性能依然可以维持不变。这是因为涂层表面的防污抗菌分子减少时,涂层内部的分子可以自由迁移到表面以补充缺失的分子,进而维持涂层的防污抗菌能力。小鼠体内研究表明,该涂层对小鼠的细菌感染有明显的抑制作用,设备植入后涂层基质和周围组织中的细菌数量明显减少,且周围组织中的炎症明显得到了抑制。研究者相信,这一策略对于解决植入式器械目前面临的细菌感染问题提供了新方法和新思路。相关结果发表在Advanced Healthcare Materials ( https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adhm.201801423)上。

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