医用抗菌涂层及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种医用抗菌涂层及其制备方法。将PLA和诺氟沙星粉末机械研磨，按照质量比为1：1的比例混合均匀后，作为原始靶材，采用真空电子束蒸发法蒸发靶材在洁净的基底上沉积涂层。本发明专利技术得到的聚合物基抗生素复合涂层，将抗生素稳定于聚合物基膜表面及其内部，使其充分发挥抗菌效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于涂层
，尤其涉及一种医用抗菌涂层材料及其制备方法。
技术介绍
随着生物材料产业在医疗器械应用方面的高速发展，以生物材料为中心的感染已经成了临床上一个非常棘手的问题。细菌在生物材料表面的粘附、繁殖并形成细菌生物膜是引发感染的主要原因。聚乳酸(PLA)是一种十分重要的乳酸的聚酯型高分子聚合物，它具有无刺激性、无毒性、良好的机械性能等优良性质，而从医用材料方面来说，PLA具有优秀的生物相容性和生物降解性，PLA植入人或动物体内不仅安全、无毒，而且在使用后可以完全生物降解为为CO2和H2O，所以PLA无疑是一种极佳的绿色环保高分子医用材料。而PLA又可以通过可再生资源(如淀粉)制得，其原材料来源广泛，是一种极具发展前途的可生物降解材料。PLA本身不具有功能性，因此需要添加具有抗菌性的物质来使其达到抗菌目的，在其可降解的同时赋予其抗菌性能。为了其提高抗菌效果，目前大多数的研究方向是增加抗菌源的量以获得高效抗菌性，这样不仅提高了制备成本，还浪费地球上宝贵的稀缺资源。另一方面，众所周知的是诺氟沙星抗生素本身具有良好的抗菌能力，适用性强，成本低且无污染，与PLA聚合物基涂层复合后，其抗菌性能仍高达百分之九十，并且其抗菌效果持续时间长，为人类日常生活提供了很大的方便。因此，抗菌涂层的设计是以聚乳酸(PLA)基膜，里面均匀掺杂着抗生素，来实现抗菌目的,从而有效减少细菌的粘附、繁殖，预防感染发生。
技术实现思路
为解决上述
技术介绍
中存在的问题，本专利技术提供一种简单实用、便于投入工业生产的、节能环保的抗菌医用薄膜材料的制备方法。本专利技术所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种医用抗菌涂层的制备方法，包括如下步骤：第一步：对基底材料表面进行化学清洗、干燥；第二步：将PLA和诺氟沙星粉末机械研磨，按照质量比为1：1的比例混合均匀后，作为原始靶材，采用真空电子束蒸发法蒸发靶材在所述基底上沉积涂层。在本专利技术的实施例中，所述的基底采用石英玻璃和单晶硅片。在本专利技术的实施例中，第一步中，所述的化学清洗、干燥是将基底用双氧水和浓硫酸的混合溶液浸泡超声清洗30min后，再用去离子水清洗；随后依次放入丙酮溶液、乙醇溶液和去离子水中超声清洗30min以上，清洗结束后于70℃下干燥。在本专利技术的实施例中，第二步中，所述的沉积参数为：电子束高压电源为0.5～2.5kV，电子束流密度为0.002～0.02A/cm2，电子束流能量为1000～2500eV，沉积镀膜时间为2～12min。在本专利技术的更优选的实施例中，沉积镀膜时间为4min～8min。本专利技术相对于现有技术相比，具有显著优点为：1、本专利技术利用低功率真空电子束蒸发法独特的物理气相沉积技术，得到PLA/诺氟沙星抗菌性涂层，操作步骤精简、工艺简单易行，避免使用液相法、凝胶-溶胶法等致使抗菌材料不能实际广泛应用等问题，得到的PLA/诺氟沙星复合涂层结构紧密，结合力强，涂层中诺氟沙星分散均匀，并具有高效持久的抗菌效果。2、本专利技术用PLA作为保护抗菌剂，一方面，聚乳酸具有优异的生物相容性和生物降解性，是一种绿色高分子材料，植入体内可完全降解、安全、无毒；另一方面，PLA和抗生素结合使用，赋予其抗菌性，植入体内能够抑制细菌的生长，降低了细菌引起并发症的危险。3、本专利技术采用诺氟沙星抗生素作为抗菌剂，在充分利用其优良抗菌性的同时节约制造成本，节省资源。不会对环境造成污染，节能环保，并且制备方法简单。附图说明图1是本专利技术的PLA/诺氟沙星复合涂层的红外光谱图。图2是本专利技术的PLA/诺氟沙星复合涂层的F1sXPS光谱图。图3是本专利技术的石英玻璃基底上PLA涂层和PLA/诺氟沙星复合涂层针对大肠杆菌的抗菌性能效果图；其中：a为PLA参照涂层针对大肠杆菌的抗菌性能效果图，b为本专利技术涂层针对大肠杆菌的24h抗菌性能效果图，c为本专利技术涂层针对大肠杆菌的72h抗菌性能效果图。图4是本专利技术的单晶硅片基底上PLA涂层和PLA/诺氟沙星复合涂层针对大肠杆菌的抗菌性能效果图；其中：a为PLA参照涂层针对大肠杆菌的抗菌性能效果图，b为本专利技术涂层针对大肠杆菌的24h抗菌性能效果图，c为本专利技术涂层针对大肠杆菌的72h抗菌性能效果图。图5是本专利技术的石英玻璃基底上PLA涂层和PLA/诺氟沙星复合涂层针对金黄色葡萄球菌的抗菌性能效果图；其中：a为PLA参照涂层针对金黄色葡萄球菌的抗菌性能效果图，b为本专利技术涂层针对金黄色葡萄球菌的24h抗菌性能效果图，c为本专利技术涂层针对金黄色葡萄球菌的72h抗菌性能效果图。图6是本专利技术的单晶硅片基底上PLA涂层和PLA/诺氟沙星复合涂层针对金黄色葡萄球菌的抗菌性能效果图；其中：a为PLA参照涂层针对金黄色葡萄球菌的抗菌性能效果图，b为本专利技术涂层针对金黄色葡萄球菌的24h抗菌性能效果图，c为本专利技术涂层针对金黄色葡萄球菌的72h抗菌性能效果图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术做进一步描述：实施例1本实施例为一种PLA涂层的制备方法，包括如下步骤：第一步：对基底材料石英玻璃和单晶硅片表面进行化学清洗，除去表面的油脂及其他污染物。清洗步骤为：基底用双氧水和浓硫酸的混合溶液浸泡超声清洗后，用去离子水清洗30min；随后依次放入丙酮溶液、乙醇溶液和去离子水中超声清洗30min以上，以提高基底表面活性，从而增强薄膜与基底材料的结合力；清洗结束后将基底置于70℃烘箱内干燥，随后密封保存以待用。第二步：将PLA和诺氟沙星粉末机械研磨，按照质量比为1：1的比例混合均匀后，放入靶材容器中；第三步：将上述靶材放于电子束蒸发仪真空室的靶材位置，将上述基底放于真空室的基底位置；第四步：启动低功率电子束蒸发仪，将电子束高压电源调制1.25kV，电子束流密度调至0.005A/cm2，电子束流能量调制1000eV，沉积镀膜时间为4min。第五步：将上述样品放于特定保护器皿中，用相应的基底上沉积的样品做相应的测试研究(石英玻璃基底测FT-IR，单晶硅片基底测试XPS，两种基底都测抗菌性能)；第六步：对样品进行抗菌实验测试，抗菌对象为革兰氏阴性菌大肠杆菌和革兰氏阳性菌金色葡萄球菌，抗菌实验测试时间持续72h及以上。实施例2本实施例为一种PLA/诺氟沙星复合涂层的制备方法，包括如下步骤：第一步：对基底材料石英玻璃和单晶硅片表面进行化学清洗，除去表面的油脂及其他污染物。清洗步骤为：基底用双氧水和浓硫酸的混合溶液浸泡超声清洗后，用去离子水清洗30min；随后依次放入丙酮溶液、乙醇溶液和去离子水中超声清洗30min以上，以提高基底表面活性，从而增强薄膜与基底材料的结合力；清洗结束后将基底置于70℃烘箱内干燥，随后密封保存以待用。第二步：将PLA和诺氟沙星粉末机械研磨，按照质量比为1：1的比例混合均匀后，放入靶材容器中；第三步：将上述靶材放于电子束蒸发仪真空室的靶材位置，将上述基底放于真空室的基片位置；第四步：启动低功率电子束蒸发仪，将电子束高压电源调制1.75kV，电子束流密度调至0.015A/cm2，电子束流能量调制1500eV，沉积镀膜时间为8min。第五步：将上述样品放于特定保护器皿中，用相应的基底上沉积的样品做相应的测试研究(石英玻璃基底测FT-IR，单晶硅片基底测试XPS，两种基底都测抗菌性能)；第六步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种医用抗菌涂层的制备方法，其特征在于，将PLA和诺氟沙星粉末机械研磨，按照质量比为1：1的比例混合均匀后，作为原始靶材，采用真空电子束蒸发法蒸发靶材在洁净的基底上沉积涂层。

【技术特征摘要】
1.一种医用抗菌涂层的制备方法，其特征在于，将PLA和诺氟沙星粉末机械研磨，按照质量比为1：1的比例混合均匀后，作为原始靶材，采用真空电子束蒸发法蒸发靶材在洁净的基底上沉积涂层。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的基底采用石英玻璃和单晶硅片。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的洁净的基底是将基底用双氧水和浓硫酸的混合溶液浸泡超声清洗30min后，再用去离子水清洗；随后依次放入丙酮溶液...

【专利技术属性】
技术研发人员：江晓红，陈琪，马晓燕，李洪成，陆路德，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32