活性聚合物膜制造技术

本发明专利技术公开了一种活性聚合物膜，其包含具有渗透性的聚合物基质，所述聚合物基质带有一种或多种官能团以及在聚合物基质内嵌有一种或多种无机物如铜或银纳米颗粒以提供抗菌性能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术主要涉及活性聚合物膜。更具体地说，本专利技术涉及一种包括内嵌无机物纳米颗粒的聚合物基质的膜。
技术介绍
微生物感染或污染仍然是医药、食品加工、药品加工及环境设置中导致疾病和/ 或腐败的主要原因。另外，虽然所有外科手术有伤口感染的风险，但是在移植手术中或手术后医疗植入表面的细菌粘附、定植和/或生物膜的形成大大增加了感染的风险。另外，已知微生物膜在例如食品、医药、化学工业加工设备的表面上形成，同时也可以在其他的表面如灌溉设备、暴雨或污水排水管、冷却塔或船舶的表面上形成。生物膜常常会对这些设备带来严重损坏，并且微生物膜的形成会引起管道及加工设备的堵塞。可以采用抑菌剂或杀菌剂控制微生物。抑菌剂能够抑制微生物的进一步生长，相应地能够抑制生物膜形成，或者，当在医疗环境中使用时，能够防止感染发展成全面爆发的疾病(full blown illnesses)。另一方面，杀菌剂能够通过杀死微生物起作用。少量杀菌剂对于微生物有广谱作用，并且在某些情况下，可能需要使用组合药剂控制微生物的生长。 不过，大多数广谱杀菌剂不适宜用在医疗应用中，因为它们往往会对较高级生物体的组织产生有害影响。另外，尽管抗生素，通常只对细菌有活性，提供了治疗或防止人体及其他动物体中微生物感染又不会产生这种有害影响的可能性，但是，不幸地是，只有少量抗生素制剂显示广谱的活性(即，它们的杀菌活性常常只针对某种细菌种或属)。而且，多年来抗生素的广泛、频繁的使用已经导致细菌抗生素耐药性或多种耐药性菌株的演化(如，耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(methicillin-resistant Staphylococcus aureus) .’ MRSA)。因此，抗生素对某些细菌感染可能无效的。因此，大量正在进行的研究工作旨在开发出新的在医疗应用中使用的抑菌剂或杀菌剂。这种需求又被减少医院获得性感染率的全球需要、西方世界的老龄化人口、对最小化医疗费用不断增加的关注，以及不断增加的被告知需要改善的医疗治疗的病人而加剧。从这个意义上来说，作为一种手术过程中或手术后抗细菌感染的有前景的方法，人们对医学移植及假肢中使用的抗菌涂层和表面的接受度不断增加。为此，替代性的抗菌技术，如纳米基涂层技术，有了良好的发展势头。医疗设备已经被视为用于包括创伤敷料、导管以及医学植入如支架和起搏器的抗菌涂层及表面技术的可能备用方式。银的抗菌性能很多年前已经被认识到了。由于银的成本并且相对现代抗生素其给药相对困难，因此一直到近年来银作为抗菌剂也只引起了少量关注。也就是说，近年来，对于银可能作为抗菌剂使用的关注有所复苏。例如，银化合物以及银胶体已被纳入用于烧伤、 急性和慢性创伤的绷带，用于治疗腿部溃疡。事实上，已知的产品，如包括1%的磺胺嘧啶银的Silvadene 乳膏，现在已是最广泛使用的用于治疗烧伤相关的感染的抗菌产品。另外， 几项近期研究显示了银离子与大颗粒或纳米颗粒表面结合以减少医疗应用中微生物感染及细菌粘附和/或定植事件的能力。这些医疗应用包括，例如，烧伤治疗(Paddock et al, 2007 ；Caruso et a/，2004)、导管植入(Rupp et a7,2004 ；Yobin and Bambauer，2003)、fi 体植入(Hardman et a7,2004 ；Gosheger et aA 2004)、关节造形术(Alt et aA2004)、假牙(0，Donnell et a7,2007 ；Ohashi et W，2004)以及其他医疗应用。可能的抗菌涂层及表面的非医疗应用包括银，例如，包括水处理装置及系统(Chou et a7,2005 ；Martinez et a/，2004)禾口坊织品(Paddock et a7,2007 ；Dubas et a7,2006 ；Lee et a/，2003)o 有些文献综述探索了利用一些方法产生包含银纳米颗粒的抗菌涂层的可能性，所述方法例如逐层淀积法(Dubas et a7,2006 ；Li et aA 2006)、溶胶-凝胶法(Marini et a7,2007 ；Mahltig et aA 2004)、电化学法(Voccia et aA 2006)、离子束淀积法(Song et aA 2005)，以及化学气相淀积法(Martin et a7,2007)o这里所述的是等离子聚合法，用于形成载有无机物纳米颗粒的聚合物膜。以这种方式制成的膜适用于涂覆任何合适的基质，包括那些具有硬的或软的表面的基质。它们也可以用于涂覆表面以使合适基质的表面功能化，例如，用来给予抗菌活性和 /或用于防止不想要的细菌粘附、定植和/或生物膜形成或者，除此以外用于涂覆带有期望的无机物的光学或电子装置。这里描述的方法可以进一步为生物活性无机物提供缓释层 (如，抗菌剂)或者仅仅提供一种将无机物粘附到表面的方法。
技术实现思路
第一方面，本专利技术提供了一种包含可渗透聚合物基质的膜，所述聚合物基质带有一种或多种官能团以及在所述聚合物基质内嵌有一种或多种无机物纳米颗粒。优选地，无机物为银。第二方面，本专利技术提供了一种用于将一膜应用到合适基质表面上的方法，所述方法包括步骤(i )通过等离子聚合淀积并聚合包含一种或多种官能团的单体，以在所述表面形成可渗透的聚合物基质；(ii )将无机物与所述官能团复合，以及(iii)还原所述无机物，形成一种或多种所述无机物的纳米颗粒； 其中所述一种或多种无机物纳米颗粒嵌入所述聚合物基质中。该方法适用于制造多层膜，其中由步骤(i )到(ii)制成的膜构成包括第一聚合物基质的第一膜层，所述第一聚合物基质带有一种或多种官能团以及，一种或多种无机物纳米颗粒嵌入所述第一聚合物基质中，而该方法进一步包括步骤(iv)将第二膜层应用到第一膜层的表面。附图说明图1提供了制造HA-银等离子聚合物(pp)膜的实验方法示意图(a)图示了正庚胺(HA)的等离子淀积；(b)图示了通过浸入AgNO3溶液中将银离子负载到HA等离子体膜上的方法；以及(c)图示了通过浸入NaBH4中还原银离子形成银纳米颗粒；图2阐释了形成在玻璃固体表面上的HA膜内银纳米颗粒的形成(a) ( i )显示了沉淀了 IOOnm HA等离子体膜后玻璃固体表面的不透明性；(a) (ii )显示了 HA等离子体膜负载了银离子后玻璃固体表面的不透明性；(a) (iii)显示了用NaBH4还原银离子后玻璃固体表面的不透明性；(b)显示了负载银离子(下面的线)并在NaBH4中还原后(上面的线)的样本的UV-可见光谱图，其中波长(nm)在X轴上显示，吸光度在Y轴上显示；图3阐释了银纳米颗粒负载浓度的各种调节(a)显示了厚度IOOnm的HA-银膜还原时间为30min时，浸入AgNO3的时间的影响；(b)显示了厚度IOOnm的HA-银膜浸入AgNO3 的时间为Ihr时，还原时间的影响；以及(c)显示了浸入AgNO3的时间为Ihr并且还原时间为30min时，HA-银膜的厚度的影响。Y轴表示最大吸光强度，X轴表示时间(min或sec)； 图4阐释了 HA等离子体膜附加层淀积后银离子从HA-银等离子体膜中释放的速率调节(a)显示了所述膜浸入磷酸盐缓冲溶液(PBS)中的21天期间银离子从膜中释放的速率， 其中正本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种膜，包含具有渗透性的聚合物基质，所述聚合物基质中带有一种或多种官能团以及在所述聚合物基质中嵌有一种或多种无机物纳米颗粒。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·A·瓦斯列夫，
申请(专利权)人：南澳大学，
类型：发明
国别省市：AU