一种抗菌涂层及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种抗菌涂层及其应用，涉及牙种植体表面改性的技术领域，尤其是一种抗菌涂层，所述抗菌涂层的制备方法为：在Tris溶液、在常温、有氧条件下，将溶解的儿茶酚胺、杆菌肽、金属离子的混合物在钛片上反应24h，后超声清洗表面沉淀，吹干，制得抗菌涂层。所述抗菌涂层对金黄色葡萄球菌具有良好的抗菌性能，抑菌率达到72％，同时所述抗菌涂层对人体没有毒性，具有良好的生物相容性。具有良好的生物相容性。具有良好的生物相容性。

【技术实现步骤摘要】
一种抗菌涂层及其应用


[0001]本专利技术涉及牙种植体表面改性的
，尤其涉及一种抗菌涂层，用于种植体表面改性。

技术介绍

[0002]目前，在口腔临床上，牙科种植体已成为牙列缺损的有效修复方式之一，为越来越多的患者所接受和认可。然而，种植体相关感染问题仍是种植术后最严重的并发症之一，最坏往往导致种植体的松动、脱落，有些需要进行二次手术，给患者带来心理创伤和经济负担。因此明确种植体周围感染的发病机制和探索种植体周围感染的预防方法，对于减少和预防种植体周围感染的发生，进而提高种植成功率和种植体的使用寿命至关重要。种植体周围感染本质上是一种破坏种植体周围组织的炎症性损害，依据发生时间可将其分为早期感染和晚期感染。早期感染发生在种植体与骨结合之前，即种植体植入后的初始愈合期，主要是因为细菌的侵入和手术的创伤，可能会损害或者妨碍到种植体与骨的结合；晚期感染发生在种植体与骨结合之后，主要和种植体周围炎有关，若感染没有及时治疗，将会对已形成的种植体
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骨界面造成渐进性的破坏。相较于晚期感染，种植体早期的术后感染是导致治疗失败的主要原因。由于口腔环境是多菌环境，手术中对施术局部细菌量极难控制，严重时将导致种植体周围骨溶解，继而引发了种植体松动甚至脱落，故抗菌是保持种植体长效稳定性的重要因素之一。
[0003]口腔中的微生物群可能对新植入的种植体的生物膜形成具有实质性的影响。MirjamM.等人对种植体和牙齿周围初期黏附细菌的比较研究中发现，金黄色葡萄球菌在种植体表面早期定植的细菌中所占比例较高。目前，越来越多的证据表明，金黄色葡萄球菌可能是一些种植体牙周炎病例发病的重要病原体，许多研究也报道了金黄色葡萄球菌、肠杆菌和白色念珠菌与种植体周围炎症的联系。
[0004]钛及其合金因具有良好的生物相容性、机械性能，良好的耐腐蚀性被认为是最佳的种植体材料。然而，钛基材料不具备抗菌性，在种植的早期阶段，种植体周围的感染和不良的骨整合造成种植体周围支持组织丧失，往往是导致治疗失败的主要原因。与天然牙相比，种植义齿有其特殊性，种植体袖口，即包绕种植体穿龈处的口腔软组织，此处的结合上皮主要起屏障作用，对种植体周形成了良好的生物封闭。但与天然牙相比，种植体袖口处的结合上皮附着较薄，因此其屏障作用也就相对较弱。另外，种植体周围结缔组织内的血管相对于天然牙较少，种植体与骨的结合界面缺乏牙周膜，当有细菌入侵时，该区域的炎症反应就会较低，免疫防御能力也相应的较弱，细菌就会在此部位聚集繁殖，进而发生种植体周围感染。
[0005]抗生素类抗菌涂层主要通过各种抗生素独特的抗菌方式来抗菌，具有生物相容性好、针对性抗菌的优点，而耐药性的产生是其最大的缺点。杆菌肽是一种广泛使用的金属肽抗生素，由枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌产生，具有强大的杀菌活性，主要针对革兰氏阳性菌。这种抗生素需要一种二价金属离子(如Zn)来获得其生物活性。尽管几十年的广泛使用，
细菌对杆菌肽的耐药性仍然罕见。最近发表的一篇文章表明，对抗生素多肽的耐药性的出现低于对传统抗生素的耐药性。因此，杆菌肽可以作为更好地理解抗生素肽的结构和功能关系的原型，并作为未来合理设计抗生素肽的主导药物。此外，杆菌肽化学合成的成功也使其使用成本大大降低。近年来，几个金属肽家族已被设计为探索金属蛋白结构和功能的模型系统。了解抗生素肽金属杆菌肽的结构和功能关系，也为合理设计金属肽作为金属蛋白的潜在模型指明了新的方向。杆菌肽可以通过特异性与细胞壁的主要物质肽聚糖的合成前体结合，阻断细胞壁的合成，但对于真核动物的细胞无明显作用，所以可以在具有杀菌性的同时无细胞毒性，并且自从20世纪80年代被提出至今未发现耐药性的产生，是一种理想的抗菌物质。
[0006]杆菌肽分子包含一个环十二肽、一个特殊的噻唑啉环，一个环七肽结构，以及4个D
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氨基酸。这些不寻常的结构特征可以保护该肽不被蛋白酶降解，杆菌肽的“尾巴”向七元环弯曲，将噻唑啉环、Glu和His靠近，在溶液中形成一个潜在的金属结合位点。通过杆菌肽上的氨基、我们寻找出一种可以与其共价结合的自聚合物质去甲基肾上腺素(NE),并且通过与Zn的配位作用，正负点吸引作用，通过一步共混法帮助杆菌肽高效负载于涂层表面。
[0007]本专利技术通过对杆菌肽分子特点的分析，为其寻找出一个适合其负载并发挥其抗菌功能的涂层构建方式，利用NE与杆菌肽之间的电荷作用、共价作用，NE与Zn离子之间的配位作用，通过一步共混法形成稳定的涂层，在实现抗菌性的同时兼顾其细胞相容性，为类似结构的种植体表面改性提供一种新的策略。

技术实现思路

[0008]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种适合杆菌肽负载并发挥其抗菌功能的涂层。
[0009]为实现上述目的，本专利技术提供了一种抗菌涂层，其由儿茶酚胺、杆菌肽、金属离子聚合形成。
[0010]在本专利技术的较佳实施方式中，本专利技术提供了一种抗菌涂层，其制备方法为：在Tris溶液、在常温、有氧条件下，将溶解的儿茶酚胺、杆菌肽、金属离子的混合物在钛片上反应24h，后超声清洗表面沉淀，吹干，制得抗菌涂层。
[0011]优选地，Tris溶液的pH为7.5
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9.5。
[0012]优选地，有氧条件为暴露在空气中。
[0013]优选地，儿茶酚胺为去甲基肾上腺素。
[0014]优选地，金属离子为ZnCl2。
[0015]优选地，所述去甲基肾上腺素浓度为1
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5mg/ml，所述杆菌肽的浓度为0.12
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1mg/ml，所述ZnCl2的浓度为0.5
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2mg/ml。
[0016]更优选地，所述去甲基肾上腺素浓度为3mg/ml，所述杆菌肽的浓度为0.25mg/ml，所述ZnCl2的浓度为1mg/ml。
[0017]在本专利技术的另一较佳实施方式中，本专利技术所述抗菌涂层作为介入性医疗器械表面改性的应用。
[0018]优选地，所述介入性医疗器械为牙种植体。
[0019]本专利技术构建的抗菌涂层对金黄色葡萄球菌具有良好的抗菌性能，抑菌率达到
72％，同时所述抗菌涂层对人体没有毒性，具有良好的生物相容性。
附图说明
[0020]图1是一步共混法和多步共混法制得的抗菌涂层抗金黄色葡萄球菌性能的检测结果，其中A组为多步接枝法制得的NE抗菌涂层(NE+杆+Zn)，B组为多步接枝法制得的多巴胺(Dopa)抗菌涂层(Dopa+杆+Zn)，C组为一步共混法制得的NE抗菌涂层(NE@杆@Zn)，D组为一步共混法制得的多巴胺(Dopa)抗菌涂层(Dopa@杆@Zn)，C为空白对照组；
[0021]图2是多种工艺制得抗菌涂层抗金黄色葡萄球菌性能的检测结果；
[0022]图3是不同浓度杆菌肽制备的NE@杆@Zn抗菌涂层抗金黄色葡萄球菌性能的检测结果；
[0023]图4是不同浓度杆菌肽制备的NE@杆@Zn抗菌涂层的cck
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8增殖的检测结果；
[0024]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗菌涂层，其由儿茶酚胺、杆菌肽、金属离子聚合形成。2.一种抗菌涂层，其制备方法为：在Tris溶液、在常温、有氧条件下，将溶解的儿茶酚胺、杆菌肽、金属离子的混合物在钛片上反应24h，后超声清洗表面沉淀，吹干，制得抗菌涂层。3.根据权利要求2所述的抗菌涂层，其特征在于，所述Tris溶液的pH为7.5
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9.5。4.根据权利要求2所述的抗菌涂层，其特征在于，所述有氧条件为暴露在空气中。5.根据权利要求2所述的抗菌涂层，其特征在于，所述儿茶酚胺为去甲基肾上腺素，所述金属离子为ZnCl2。6.根据权利要求5所述的抗菌涂层，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：李向阳，牛维睿，陈佳龙，邱华，王延凯，李媛，
申请(专利权)人：安徽医科大学，
类型：发明
国别省市：