一种抗菌型载银硅橡胶材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于生物医学材料的技术领域，公开了一种抗菌型载银硅橡胶材料及其制备方法。方法为：(1)采用紫外辐照，对硅橡胶进行表面活化，得到活化硅橡胶；(2)在活化硅橡胶表面包覆聚多巴胺，得到表面包覆聚多巴胺的硅橡胶；(3)在表面包覆聚多巴胺的硅橡胶表面固载纳米银粒子，得到抗菌型载银硅橡胶材料。本发明专利技术的方法简单，易于实现；同时使得硅橡胶能够与聚多巴胺产生化学键合或氢键作用，使得聚多巴胺均匀、牢固、致密包覆在硅橡胶的表面；纳米银粒子通过还原的方法固载在硅橡胶的表面，且纳米银粒子有很稳定的固载性；另外，本发明专利技术制备的抗菌型载银硅橡胶具有显著、持久的抗菌作用。

Antibacterial silver loaded silicon rubber material and preparation method thereof

The invention belongs to the technical field of biomedical materials, and discloses an antibacterial silver-loaded silicone rubber material and a preparation method thereof. The methods are as follows: (1) Silicone rubber was activated by ultraviolet irradiation to obtain activated silicone rubber; (2) Silicone rubber coated with polydopamine was prepared by coating polydopamine on the surface of activated silicone rubber; (3) Silver nanoparticles were immobilized on the surface of silicone rubber coated with polydopamine to obtain antibacterial silver-loaded silicone rubber materials. The method of the invention is simple and easy to realize, and the silicone rubber can produce chemical bonding or hydrogen bonding with the polydopamine, so that the polydopamine is uniformly, firmly and compactly coated on the surface of the silicone rubber; the silver nanoparticles are immobilized on the surface of the silicone rubber by reduction method, and the silver nanoparticles are stably immobilized on the surface of the silicone rubber. In addition, the antibacterial silver loaded silicon rubber prepared by the invention has a remarkable and lasting antibacterial effect.

【技术实现步骤摘要】
一种抗菌型载银硅橡胶材料及其制备方法
本专利技术属于生物医学材料的
，具体涉及一种表面沉积纳米银粒子的抗菌型载银硅橡胶材料及其制备方法。
技术介绍
硅橡胶由于具有良好的化学稳定性、无毒性、无致敏性、良好的生物相容性以及良好的加工性能等，在生物医疗领域具有广泛的应用，常见医用硅橡胶制品有导液管、整容修复植入体、医用敷料等。但是硅橡胶的分子内部极性低，导致了硅橡胶的低表面能和极强的表面疏水性，这使得细菌容易粘附在硅橡胶材料表面。对于患者来说，细菌粘附容易引起伤口感染，甚至导致更严重的后果，因此有必要对硅橡胶进行表面改性，提高其抗菌性能。银系纳米粒子通常粒径较小，介于1～100nm之间，具有较大的比表面积，研究表明纳米银粒子具有显著的广谱抗菌性。纳米银粒子可吸附在细胞膜上或进入细胞内部，与蛋白质、核酸中的巯基、氨基等基团反应，影响细菌的正常功能和增殖活性，以起到抗菌效果。掺入纳米银粒子的复合材料在生物医用领域被广泛使用，例如医用敷贴、绷带、手术缝合线、杀菌药膏等。多巴胺是人体大脑中分泌的一种神经传导物质，其结构与海洋贻贝类生物分泌的足丝蛋白具有相似之处。多巴胺通过自身氧化还原反应后生成的聚多巴胺能够粘附在各种材料表面，且分子单体中还含有大量的领苯二酚基团，这些基团能够络合金属离子并有效还原一些贵金属离子，如Au3+、Pt3+、Ag+等。利用多巴胺的这一特性，可以实现多种表面载银复合材料的制备。虽然聚多巴胺的粘附机理目前尚未完全清晰，但是研究人员普遍认为聚多巴胺分子中的邻苯二酚基团起到了重要作用，且作用形式根据基体的表面性质分为化学键作用和非化学键作用。目前利用聚多巴胺在材料表面的粘附性和对金属离子的还原性来对其他基体进行表面金属化处理的方法已有报道，但是对于表面惰性、不存在活性位点的硅橡胶来说，若是直接包覆聚多巴胺，因为没有化学键、氢键等作用力，其包覆层将不牢固且包覆层厚度有限，若再进一步在表面还原纳米银，则得到的纳米银层与硅橡胶基体间也不牢固，材料难以具有持久、有效的抗菌性。申请号为201510174866.9的中国专利申请公开了一种硅橡胶的抗菌性改性方法，将银离子采用离子注入法注入硅橡胶，得到的硅橡胶具有抗菌性、亲水性和良好的生物相容性。但是，直接将银离子注入硅橡胶表面得到的抗菌性硅橡胶不具有持久的抗菌性能，只能作为短期抗菌材料使用。申请号为201510790054.7的中国专利公开了一种抗菌超滑医用材料及其制备方法和抗菌超滑导尿管，将医用硅胶在抗菌物质溶液中浸泡，发生溶胀，得到负载抗菌物质的硅胶，然后包覆聚多巴胺层，得到抗菌性持久的抗菌超滑医用材料。但是通过溶胀硅胶负载的抗菌物质数量十分有限，不能达到很好地抗菌效果。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺点和不足，本专利技术的目的在于提供一种抗菌型载银硅橡胶材料及其制备方法。本专利技术提供的抗菌型载银硅橡胶材料稳定性好且具有持久的抗菌效果。本专利技术的目的通过以下技术方案实现：一种抗菌型载银硅橡胶材料的制备方法，包括以下步骤：(1)采用紫外辐照，对硅橡胶进行表面活化，得到活化硅橡胶；(2)在活化硅橡胶表面包覆聚多巴胺，得到表面包覆聚多巴胺的硅橡胶；(3)在表面包覆聚多巴胺的硅橡胶表面固载纳米银粒子，得到抗菌型载银硅橡胶材料。步骤(1)中所述硅橡胶为热硫化硅橡胶或者室温硫化硅橡胶。所述硅橡胶优选甲基乙烯基硅橡胶、聚二甲基硅氧烷等。步骤(1)中所述紫外辐照的条件为：辐照波长10～400nm，优选为100～200nm；辐照强度1～100mW/cm2；辐照时间1～2000s，优选为30～300s；所述紫外辐照优选为真空紫外辐照。步骤(1)的具体步骤如下：将表面洁净的硅橡胶置于紫外灯下，辐照波长10～400nm，辐照强度1～100mW/cm2，辐照时间1～2000s，得到表面含Si-OH的活化硅橡胶。步骤(2)中所述表面包覆聚多巴胺的硅橡胶通过以下方法制备得到：将活化硅橡胶浸泡于含多巴胺的溶液中，在空气氛围或氧气氛围下反应，清洗，吹干，得到表面包覆聚多巴胺的硅橡胶。所述反应的时间为1～48h，优选为12～36h。所述清洗是指用水进行清洗。所述多巴胺溶液的浓度为0.1～20g/L，优选为：0.5～10g/L；所述多巴胺溶液的pH为5～12，优选为7.5～9；所述反应的温度为5～90℃，优选为室温。步骤(3)中所述在表面包覆聚多巴胺的硅橡胶表面固载纳米银粒子的具体步骤为：将步骤(2)的表面包覆聚多巴胺的硅橡胶浸泡在银离子溶液中，反应，清洗，吹干，得到表面沉积纳米银的抗菌型载银硅橡胶材料；所述银离子溶液为含有自由银离子或络合银离子的溶液。所述银离子溶液的浓度为0.1～30g/L；所述自由银离子的溶液是指溶液中含有Ag+；所述络合银离子的溶液是指溶液中银离子以络合态形式存在，如：银氨溶液；所述反应的温度为5～70℃，优选为室温；所述反应的时间为0.1～10h，优选为0.5～3h。所述抗菌型载银硅橡胶材料通过上述方法制备得到。所述抗菌型载银硅橡胶材料用作医用硅橡胶材料。本专利技术的抗菌型载银硅橡胶材料由经紫外灯活化表面的硅橡胶基体和表面包覆的聚多巴胺层及固载的纳米银层组成。硅橡胶基体和聚多巴胺层之间存在化学作用力或氢键作用力。本专利技术首先将硅橡胶在真空紫外灯下辐照以获得极性的Si-OH基团，然后再将硅橡胶浸泡在多巴胺溶液中，通过化学键合或氢键作用，得到牢固的聚多巴胺吸附层，再通过吸附还原固载纳米银粒子。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点及有益效果：(1)本专利技术利用紫外灯的高能辐照对硅橡胶进行有效的、实质的活化处理，使得后续包覆的聚多巴胺层均匀、牢固、致密；(2)本专利技术利用聚多巴胺的还原性在硅橡胶表面固载纳米银粒子，方法简单易行，且纳米银粒子的尺寸均匀，有很稳定的固载性；(3)本专利技术制备的抗菌型载银硅橡胶具有显著、持久的抗菌作用。附图说明图1为实施例1中未活化的表面包覆聚多巴胺的硅橡胶(SF-PDA)(a)和活化的表面包覆聚多巴胺的硅橡胶(Activated-SF-PDA)(b)的表面SEM图，图中右上角为水接触角图；图2为实施例2中未活化的表面包覆聚多巴胺的硅橡胶(SF-PDA)(a)和活化的表面包覆聚多巴胺的硅橡胶(Activated-SF-PDA)(b)分别经过超声处理的表面SEM图；图3为实施例3制备的抗菌型载银硅橡胶的扫描电镜图；图4为实施例3制备的抗菌型载银硅橡胶的EDS检测元素谱图；图5为实施例4制备的抗菌型载银硅橡胶对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抗菌性的平板菌落图和抗菌率柱状图；a为硅橡胶(未改性硅橡胶)、表面活化后包覆聚多巴胺的硅橡胶和抗菌型载银硅橡胶(表面载银硅橡胶)对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抗菌性的平板菌落图，b为表面活化后包覆聚多巴胺的硅橡胶和抗菌型载银硅橡胶(表面载银硅橡胶)的抗菌率柱状图；图6为实施例5制备的抗菌型载银硅橡胶在0.9％NaCl溶液中浸泡，不同浸泡时间下溶液中的银含量变化曲线。具体实施方式下面结合具体实施例和附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术不限于此。实施例1(1)将20×20mm2的硅橡胶(从广东标美硅氟新材料有限公司购买的热硫化硅橡胶)放置在Xe2*准分子真空紫外灯下(辐照波长172nm，辐照强度90mW/cm2)，辐照180s，得到本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗菌型载银硅橡胶材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)采用紫外辐照，对硅橡胶进行表面活化，得到活化硅橡胶；(2)在活化硅橡胶表面包覆聚多巴胺，得到表面包覆聚多巴胺的硅橡胶；(3)在表面包覆聚多巴胺的硅橡胶表面固载纳米银粒子，得到抗菌型载银硅橡胶材料。

【技术特征摘要】
1.一种抗菌型载银硅橡胶材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)采用紫外辐照，对硅橡胶进行表面活化，得到活化硅橡胶；(2)在活化硅橡胶表面包覆聚多巴胺，得到表面包覆聚多巴胺的硅橡胶；(3)在表面包覆聚多巴胺的硅橡胶表面固载纳米银粒子，得到抗菌型载银硅橡胶材料。2.根据权利要求1所述抗菌型载银硅橡胶材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述紫外辐照的条件为：辐照波长10～400nm；辐照强度1～100mW/cm2；辐照时间1～2000s。3.根据权利要求2所述抗菌型载银硅橡胶材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述紫外辐照的条件为：辐照波长100～200nm；辐照强度1～100mW/cm2；辐照时间30～300s。4.根据权利要求1所述抗菌型载银硅橡胶材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述表面包覆聚多巴胺的硅橡胶通过以下方法制备得到：将活化硅橡胶浸泡于含多巴胺的溶液中，在空气氛围或氧气氛围下反应，清洗，吹干，得到表面包覆聚多巴胺的硅橡胶；所述多巴胺溶液的浓度为0...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴叔青，曹琴，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44