聚氨酯抗菌生物材料的研究進(jìn)展

1、VoI38 No1l 化工新型材料第38卷第11期·24· NEW CHEMICAL MATERIALS20lo年11月聚氨酯抗茵生物材料的研究進(jìn)展 溫志國1董聲雄12李春艷3 (1福州大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，福州350108；2寧德師范學(xué)院化學(xué)與環(huán)境科學(xué)系，寧德352100；3福建醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院，福州350108)摘要生物材料的植入為細(xì)茵粘附提供位點(diǎn)，常引發(fā)感染等并發(fā)癥。聚氨酯材料被稱為是理想的生物材料，對它 的抗茵改性是近年來的研究熱點(diǎn)之一。按照改性方法的不同，綜述了10年來聚氨酯生物材料在抗菌改性上的研究進(jìn)展， 并對抗茵抗感染聚氨酯材料的未來發(fā)展做出展望。關(guān)鍵詞生物材料，抗

2、茵，抗感染，聚氨酯Research progress of antibateriaI polyurethane biomaterialsWen Zhigu01 Dong Shengxion91'2Li Chunyan3(1College of Chemistry and Chemical Engineering，F(xiàn)uzhou UniVersity，F(xiàn)uzhou 350108；2Depatment of Chemistry and Environmental Science，Ningde Teachers College，Ningde 352100；3Department of Phar

3、macy，F(xiàn)ujian Medical University，F(xiàn)uzhou 350108)Abstract The implantation of biomaterials pmvides the site for bacterialto adhere and always causes the complica tions such as infectiorL P01yurethane nlaterials are caUed ideal biomaterials In recent years the antibacterial modification of poIyurethane r

4、naterials、ms one of the research focuses The progress of the antibacterial rnodifications in the recent tenyears was reviewed according to the nlethods of incorporating the antibiotics into the r11aterials The future development ofthe antibacterial and amiinfective polyurethane materials was also su

5、ggested Key wOrdsbiomaterial，antibiosis，antiinfectivity，polyurethane生物材料是與生物系統(tǒng)起作用的醫(yī)療物件的非生命材1物理改性料，也稱作生物醫(yī)學(xué)材料。炎癥反應(yīng)是生物材料植入人體后主要副作用之一。生物材料的植入為游離細(xì)菌提供粘附的位 物理改性是通過物理方法將抗菌劑與聚氨酯材料結(jié)合， 點(diǎn)，使感染更容易發(fā)生。隨著細(xì)菌的感染粘附，逐漸形成一層主要通過吸附作用、共混或表面涂覆來實(shí)現(xiàn)這種結(jié)合。抗菌 水合多聚糖性質(zhì)的生物膜。在這種生物膜內(nèi)，細(xì)菌的抗藥性 劑主要通過擴(kuò)散作用從聚氨酯材料中釋放出來，達(dá)到抗菌的 要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于游離細(xì)菌，傳統(tǒng)的抗菌治療作

6、用不大，因此植入件 效果。的使用常并發(fā)以生物材料為中心的感染(BCI)。BCI及其它 (1)吸附作用組織反應(yīng)是臨床植入手術(shù)的重大問題，經(jīng)常是再次手術(shù)和醫(yī)Crisante等1研究了含有牛血清蛋白(BsA)和聚丙烯胺 療事故的主要原因，并給病人帶來經(jīng)濟(jì)上的重大負(fù)擔(dān)。因此， (PALA)納米顆粒的聚氨酯抗菌材料。對比了吸附一共混與共 研究本身具有抗細(xì)菌感染能力的生物醫(yī)用材料已經(jīng)成為生物 混一吸附兩種處理方式對抑菌效果的影響，結(jié)果表明，將吸附了 材料領(lǐng)域的一個熱點(diǎn)問題。 頭孢羥唑(CEF)的BSA和PAI。A納米顆粒分別與羧化聚氨 聚氨酯是結(jié)構(gòu)中含有重復(fù)的氨基甲酸酯基(一NHCo陸)酯共混，藥物的釋放

7、通過聚合物的阻礙作用得到控制，體系的的聚合物的總稱，可以通過設(shè)計軟硬段的比例對其物理、化學(xué)抗菌活性都延長到了8天；而將BsA和PALA納米顆粒先與 性質(zhì)進(jìn)行比較大的調(diào)整。聚氨酯材料具有優(yōu)異的物理、化學(xué)聚氨酯共混后再吸附CEF，前者體系的抗菌活性延長到了9性能，以及良好的生物相容性和抗凝血性能，被稱為“理想的天且抑菌罔要比吸附一共混處理的大，后者的抗菌活性只維生物材料”，在許多醫(yī)療裝置和人工器官中得到了廣泛應(yīng)用，持了3天。 是一種很重要的生物醫(yī)用材料。國內(nèi)外的許多研究者都對聚Basak等2制備了一種可生物降解聚酯聚氨酯涂層材料，氨酯的抗菌改性進(jìn)行了不遺余力的研究。通過浸入抗菌藥物的四氫呋喃溶液中

8、來吸附抗菌藥物可以得 本文綜述了近10年來對聚氨酯生物材料抗菌改性的研到抗菌涂層材料，可以用作醫(yī)用植入件的涂層材料和藥物長 究進(jìn)展。根據(jù)抗菌劑的接入方式不同，對聚氨酯材料的抗菌期釋放的載體。實(shí)驗(yàn)表明這種材料具有生物相容性和血液相 改性可以分為物理改性法、化學(xué)改性法和復(fù)合改性法。容性，藥物的初始釋放有可能阻止細(xì)菌的進(jìn)一步生長和生物基金項(xiàng)目：福建省科技廳資助省屬高校項(xiàng)目(2008F50502) 作者簡介：溫志國(1984一)，男，博士研究生，研究方向：功能高分子材料。萬方數(shù)據(jù)第11期 溫志國等：聚氨酯抗菌生物材料的研究進(jìn)展·25·膜的形成。聚氨酯基質(zhì)的緩慢降解省去了植入后除去涂

9、層材(TNoPU)?？咕囼?yàn)表明TN0的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于o4時， 料的步驟。WPU的抗菌效果明顯增加，在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1o時，抗菌率達(dá)(2)物理共混到O9以上。Simons等3用溶劑澆鑄法將抗炎藥地寨米松與聚二甲詹嬡媛等9比較了兩種不同類型的抗菌型聚氨酯：季銨基硅氧烷聚氨酯共混，研究了聚二甲基硅氧烷聚氨酯作為藥 鹽型聚氨酯和三丹油型，并通過抑菌圈法定性分析了兩者的 物載體時的生物穩(wěn)定性和生物學(xué)性能。結(jié)果顯示，地塞米松 抗菌效果。結(jié)果表明。隨著i丹油和季銨鹽用量的增加，兩種 含量為25mgg時，材料的生物穩(wěn)定性和生物相容性與載藥前抗藹型聚氨酯的抗菌效果均濕著增加；季銨鹽型聚氨酯的抗 沒有明顯變化。但是該

10、材料具有一定的細(xì)胞毒性，有可能是菌效果優(yōu)于三丹油型聚氨酯，但存在著容易變黃、機(jī)械性能不 地塞米松釋放過量的原因。材料的長期使用性能也有待 如三丹油犁聚氨酯等缺點(diǎn)。測試。羅建斌等1 0研究合成了硬段側(cè)鏈含有雙季銨鹽的系列聚 程莉萍【4j等以親水性聚氨酯軟泡沫為載體制備抗菌創(chuàng)傷氨酯。測試結(jié)果表明材料對革蘭氏陽性細(xì)菌的抗菌效果良 敷料。對4種抗菌劑(超微Tioz粉末、磺胺嘧啶銀、磺胺、硝好，且隨著雙季銨鹽含茸的增加，材料的抗菌性能增加，但對酸銀)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。采用預(yù)聚體法、填充法、浸漬法等3種方 于革蘭氏陰性細(xì)菌的抗菌效果較差。 法將抗菌劑加載于聚氨酯敷料中，測試了抗菌敷料的抗菌性Grapskj等【1

11、1j以聚四氫呋喃二醇為軟段，季銨化的N，N一能并進(jìn)行了比較。結(jié)果表明，4種抗菌劑制備的敷料均有抗菌二(2一羥乙基)異煙酰胺為擴(kuò)鏈劑合成聚氨酯。測定該聚氨酯 效能。綜合考慮抗菌效果、手感、顏色、掉粉現(xiàn)象等因素，3種對葡萄狀球菌及埃希氏菌屬的抗菌活性，結(jié)果表明該聚氨酯 抗菌加載方法中，以填充法為最佳。 的抗菌性能由季銨化所用的烷基鹵化物、聚氨酯中季銨鹽基 (3)表面涂覆 的含量、微生物類型及有機(jī)體與外面的接觸時間所決定。結(jié) Jones等瞄一制備了類金剛石涂層的聚氨酯材料，同時研究 論顯示，在干燥環(huán)境下季銨化的聚氨酯對這兩種菌類具有極了類金剛石涂層聚氨酯對細(xì)菌粘附和內(nèi)壁結(jié)垢的抵抗作用。好的抗茵性。

12、與未經(jīng)處理的聚氨酯對比，類金剛石涂層的聚氨酯具有較好 W00等”設(shè)計了一種以聚-己內(nèi)酯(PCL)和六亞甲基二 的抗細(xì)菌吸附及抗內(nèi)壁結(jié)垢的能力。且涂層越薄、折射率越異氰酸酯(HDI)以及環(huán)丙沙星為原料共聚而得到的新型抗菌 小所制得的材料的性能越好。 素釋放體系。這個體系可以緩慢地釋放抗菌素環(huán)丙沙星，10Phaneuf等6一借用染料著色工藝將環(huán)丙沙星分別結(jié)合到天后仍能測到抗菌活性。研究發(fā)現(xiàn)，膽同醇酯酶對疏水基團(tuán) 非離子型和陰離子型聚氨酯中，浸染后的聚碳酸酯聚氨酯能具有特異性，因此woo等在隨后的研究中u叫用長疏水性的 緩慢釋放環(huán)丙沙星，抗菌活性可以保持911天。1，12一二異氰酸根十三烷代替HDI

13、與PCL、環(huán)丙沙星共聚得到 物理改性作為一種最簡單的改性方式，加1=比較簡單，利新的抗菌體系。結(jié)果表明，新體系在膽固醇酯酶存在條件下用納米材料的高比表面來吸附抗菌劑也是近年來隨著納米技 能釋放出更多的抗菌素。 術(shù)的興起的一種新思路?？傮w來說，由于藥物的釋放主要通殼聚糖是一種天然抗菌劑。Yang Shu-Hua等14用殼聚 過擴(kuò)散來實(shí)現(xiàn)，存在著藥物釋放濃度隨時問下降較快、不穩(wěn)糖PVA混合物改性PU導(dǎo)管，使導(dǎo)管表面產(chǎn)生一種薄的光滑 定、抗菌效果不持久的問題；對于無機(jī)金屬離子抗菌劑，多余 的水凝膠涂層。水凝膠涂層使得PU導(dǎo)管表而的蛋白質(zhì)吸附 的重金屬離子也有可能產(chǎn)生細(xì)胞毒性。因此，對于植入體內(nèi)明顯降

14、低。水凝膠中含有的殼聚糖具有抗菌活性，因而使得 的材料來說，普通的物理改性已無法滿足要求。改性后的導(dǎo)管表現(xiàn)出良好的抗菌性能。實(shí)驗(yàn)證明用殼聚糖PVA混合物凝膠四步改性導(dǎo)管法簡單易行，是一種降低導(dǎo)尿2化學(xué)改性管應(yīng)用風(fēng)險的有效途徑。化學(xué)改性通過化學(xué)鍵合作用將抗菌劑或基團(tuán)固定在基體3復(fù)合改性材料上。從而可克服物理改性方法存在的缺點(diǎn)，其性能更穩(wěn)定，使用壽命長，易于儲存，且加丁方便。通常有兩種形式：不論選用哪種抗菌劑，單獨(dú)選用都不可避免的有各自的 (1)將抗菌基團(tuán)通過嵌段或接枝與基體材料連接，使材料本身缺陷，限制其所制材料的應(yīng)用。復(fù)合改性將不同抗菌劑采用 具有抗菌效果；(2)將抗菌劑嵌入基體材料，材料本身

15、不具有 不同的方式復(fù)配在一起，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，代表著種新的發(fā) 抗菌能力，在水解、酶解或其他作用從基體材料釋放出來后才 展方向。 起到抗菌作用，稱為高分子前藥，是一種新型的藥物傳遞羅建斌等1副通過用a一叔胺基一曠羥基聚乙二醇對聚氨酯 系統(tǒng)。 進(jìn)行封端并用商代烴進(jìn)行季銨化。利用聚乙二醇的抗粘附性戈進(jìn)杰等7以黑荊樹皮單寧(wT)為交聯(lián)劑制備了聚氨 能和季銨鹽的物理殺菌功能，得到表面具有抗細(xì)菌粘附和永 酯(PU)WT材料。結(jié)果表明，不僅WT對lo種致病菌及1久殺菌的雙重功能的新型聚氨酯。抗菌實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)。聚乙二醇 種霉菌具有明尼抗菌作用，而且wPU材料也顯示了類似的 的間隔引入能夠顯著提高材料的抗菌性能。

16、 抗菌性能。即使對抑制相對較弱的黃曲霉，培養(yǎng)28天后wT-Franc01ini等分別用等摩爾的AgN03，cu(CH3一PU樣品表面仍無菌絲生長。C00)2，Zn(N()3)z，A1Cl。和Fe(N0s)。溶液處理羧化聚氨 鐘達(dá)飛等L8J以六氫一1，3，5一三羥乙基均三嗪(TN0)(俗名 酯鈉鹽，制得含A礦、cu”、zn2+、Al抖和Fe抖的陰離子聚合 置丹油)作為抗菌劑及交聯(lián)劑制備了具有抗菌效果的聚氨酯 物。結(jié)果表明除了含Al”的聚合物外，其它4種聚合物都具萬方數(shù)據(jù)·26· 化工新型材料 第38卷 有滿意的抗菌效果及良好的機(jī)械性能，可以制成醫(yī)療器件而medical Mat

17、erials Research Part B Applied Bionlaterials，2006，不會損失其抗菌性。將含銀的聚氨酯置于環(huán)丙沙星溶液中， 78(2)：230一236 0 Phaneuf M D，Bide M J，Szycher M，et aL CIevelopment of in得到PUAg環(huán)丙沙星復(fù)合抗菌材料。這種復(fù)合材料對表皮fection resistant polyurethane bionlaterials using textile dyeing葡萄球菌的抗菌效果達(dá)25天。technology口ASAIo J，2001，47(6)：634640Piozzi等17將利

18、福平和阿莫西林兩種抗生素作為抗菌劑 ， 戈進(jìn)杰，蔡美琴，施興海，等新型降解型抗菌聚氨酯材料的吸附在經(jīng)過處理的聚氨酯薄膜上制得了一種新型的聚氨酯。制備J高分子材料科學(xué)與工程，2003，19(5)：187190研究表明，新型聚氨酯的結(jié)構(gòu)對抗菌能力有很大的影響。在 0 鐘達(dá)飛，謝偉，鮑俊杰，等抗菌水性聚氨酯的合成及其性能 支鏈引入一種二胺，并通過季銨化反應(yīng)制得側(cè)基帶季銨鹽基研究J涂料下業(yè)，2007，37(9)：3739 團(tuán)的改性聚氨酯，在吸附利福平后，抗菌效果最好。數(shù)據(jù)顯示 0 詹媛嬡，李莉，鐘達(dá)飛等兩種抗菌型水性聚氨酯季銨 將其在消毒液中漂洗了10個月之后依然有抑菌效果1引。 鹽型與三丹油型的比較

19、J中國膠粘劑，2008，17(7)：20-23周箭等19以Ti02為內(nèi)核，將AgN03和殼聚糖吸附于其 如 羅建斌，李潔華，馬晨，等硬段側(cè)鏈含有脂肪族雙季銨鹽的表面，組裝成復(fù)合抗茵劑。將該抗菌劑添加到聚氨酯溶液中， 聚氨酯的表面性質(zhì)及抗菌性能分析J中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué) 通過雙向萃取的方法使聚氨酯溶膠逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槟z狀態(tài)，最報，2008，27(5)：760763 后制成抗菌聚氨酯材料。經(jīng)測試，該聚氨酯可以同時有效抑 ¨ Grapski J A，(：ooper S L Synthesis and characterization of制大腸桿菌等7種菌種的繁殖。non-leaching bi

20、ocidal polyuretlanesJBiomaterials，2001，22(16)：223922464展望 地 Woo G L Y，Mitteln詛n M W，santerre J PSyIlthesis and characterization of a novel biodegradable antimicrobial p01”ner隨著聚氨酯在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域特別是植入材料的廣泛應(yīng)JBiomaterials，2000，21：12351246用，對其要求也越來越高。使用復(fù)合抗菌劑提高延長抗菌效 ¨ W00GLY，YangM L，YinHQ，et a1Biological ch

21、aracteP果，研究可降解、藥物可控釋放、長效的聚氨酯抗菌材料已成ization of a novel biodegradable antimicrobial pol”ner synthP為解決BCI問題的一個重要發(fā)展方向。同時，單一功能的聚sized with nuomquinolonesJ Joumal of biomedical materi 合物材料在臨床應(yīng)用中受到限制，開發(fā)具有抗菌、抗凝等綜合als research，2002，59(1)：3545 性能的高分子材料將成為生物醫(yī)用材料的一個發(fā)展趨勢，聚 M Yang S H，Lee YJ，Lin F，et a1Chitosanp01

22、y(講nyl alcoh01)氨酯材料因其理想的性能也將扮演一個重要的角色。blending hydTogel coating improves the surace characteristics of segmented p01”rethane urethral catheters口Joumal of Bi·參考文獻(xiàn)0medical Materials Research Part B：Applied Biomate訂als，1 crisante F，F(xiàn)rancolini I，Bellusci地Antibiotic delivery pol”一2007，83B(2)：304313r

23、ethanes containing albumin and poIyallylamine nanoparticles 坫 羅建斌，王鵬，譚鴻具有多重抗菌性能的聚氨酯的合成及表JEuropean joumal of pham眥ut婦l sciences：official jouf-征J四川大學(xué)學(xué)報(工程科學(xué)版)，2005，37(6)：8791nal of the European Federation for Phmlaceutical Sciences， ：2 Francolini I，D11ario L，Guaglianone E，et aL Polyurethane an2009，36(

24、45)：555564ionomers containing metal ions、而th antimicrobial properties：2Basak P，Adhikari B，Banerjee I，et aL sustained release of anThe眥a1，mechanical and biological charactezationJActatibiotic from polyurethane coated implant眥terialsJJ laterBiomater，in pressSci Mater Med，2009，20 Suppll：S213一S221 ¨

25、; Piozzi A，F(xiàn)rancolini I，occhiaperti L，et a1Antimicrobial ac3 Simmons A，Padsalgikar A D，F(xiàn)erris L M，et a1Biostability tivity of p01yurethanesated with antibiotics：a new approach and biological perfomance of a PDM孓based polyurethane for to the reallzation of medical de們ces exempt f“)m rrIicrobial c010c

26、ontr01led drug releaseJBiomaterials，2008，29(20)：2987nizationJ Intemational Joumal of Phamlaceut豳，2004，2802995(12)：1731834程莉萍，胡英。鄭昌瓊，等聚氨酯抗菌刨傷敷料的制備及其 塢 鐘達(dá)飛，謝偉，鮑俊杰抗菌聚氨酯研究進(jìn)展口化學(xué)推進(jìn)劑滅菌效果的研究J生物醫(yī)學(xué)工程研究，2004(4)：240-243與高分子材料，2007，5(3)：23265 JonesDS，GainCP，DowlingD，et a1E】cafnjnation of sur- 均 周箭，楊輝，陳日新組裝型復(fù)合抗菌聚

27、氨酯的抗菌性能Jface propenies and in vitro biological perfo舢nce of鋤orphous稀有金屬材料與工程，2004，(增刊)：262264diarnond-like carbon-coated polyurethneJ Joumal of Bio收稿日期：2010一06-07-，I，'，l，'''，''，'，'，'l，'-l'，''，'，-，''(上接第11頁)ogy and luminescence of(Y，Gd)B

28、Cb：Eu phosphor particles30Kim E J，KangYc，ParkHD，et a1uVandchar"ter prepared by ureaassisted spray pyrolysisJA110ys and(bmistics of(YGd)203：Eu phosphor particles prepared by spray pounds，2008，452(2)：462466p”oIysis from poIyrneric precursorsJMater Res Bull，2003， 收稿日期：201003一1938(3)：515524 修稿日期：20

29、10-042331 Hu Guorong，Deng xinrong，Peng zhongdong，et a1Morpho卜萬方數(shù)據(jù)聚氨酯抗菌生物材料的研究進(jìn)展作者：溫志國， 董聲雄， 李春艷， Wen Zhiguo， Dong Shengxiong， Li Chunyan作者單位：溫志國,Wen Zhiguo(福州大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院,福州,350108)， 董聲雄,Dong Shengxiong(福 州大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院,福州,350108;寧德師范學(xué)院化學(xué)與環(huán)境科學(xué)系,寧德,352100)， 李春 艷,Li Chunyan(福建醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院,福州,350108)刊名：化工新型材料英文刊名：NE

30、W CHEMICAL MATERIALS 年，卷(期)：2010，38(11) 被引用次數(shù)：0次參考文獻(xiàn)(19條)1.周箭;楊輝;陳日新 組裝型復(fù)合抗菌聚氨酯的抗菌性能期刊論文-稀有金屬材料與工程 2004(增刊)2.鐘達(dá)飛;謝偉;鮑俊杰 抗菌聚氨酯研究進(jìn)展期刊論文-化學(xué)推進(jìn)劑與高分子材料 2007(03)3.詹媛媛;李莉;鐘達(dá)飛 兩種抗菌型水性聚氨酯-季銨鹽型與三丹油型的比較期刊論文-中國膠粘劑 2008(07)4.鐘達(dá)飛;謝偉;鮑俊杰 抗菌水性聚氨酯的合成及其性能研究期刊論文-涂料工業(yè) 2007(09)5.戈進(jìn)杰;蔡美琴;施興海 新型降解型抗菌聚氨酯材料的制備期刊論文-高分子材料科學(xué)與工程

31、 2003(05)6.Phaneuf M D;Bide M J;Szycher M Development of infection resistant polyurethane biomaterials using textile dyeing technology 2001(06)7.Jones D S;Garvin C P;Dowling D Examination of surface properties and in vitro biological performance of amorphous diamond-like carbon-coated polyurethane 2

32、006(02)8.程莉萍;胡英;鄭昌瓊 聚氨酯抗菌創(chuàng)傷敷料的制備及其滅菌效果的研究期刊論文-生物醫(yī)學(xué)工程研究 2004(04)9.Simmons A;Padsalgikar A D;Ferris L M Biostability and biological performance of a PDMS-based polyurethane for controlled drug release 2008(20)10.Basak P;Adhikari B;Banerjee I Sustained release of antibiotic from polyurethane coated imp

33、lant materials 2009(Suppl 1)11.Woo G L Y;Yang M L;Yin H Q Biological characterization of a novel biodegradable antimicrobial polymer synthesized with fluoroquinolones 2002(01)12.Woo G L Y;Mittelman M W;Santerre J P Synthesis and characterization of a novel biodegradable antimicrobial polymer 2000(12

34、)13.Grapski J A;Cooper S L Synthesis and characterization of non-leaching biocidal polyurethanes2001(16)14.羅建斌;李潔華;馬晨 硬段側(cè)鏈含有脂肪族雙季銨鹽的聚氨酯的表面性質(zhì)及抗菌性能分析期刊論文-中國生物 醫(yī)學(xué)工程學(xué)報 2008(05)15.Crisante F;Francolini I;Bellusci M Antibiotic delivery polyurethanes containing albumin and polyallylamine nanoparticles 2009

35、(4-5)16.Piozzi A;Francolini I;Occhiaperti L Antimicrobial activity of polyurethanes coated with antibiotics:a new approach to the realization of medical devices exempt from microbial colonization2004(1-2)17.Francolini I;D'Ilario L;Guaglianone E Polyurethane anionomers containing metal ions with

36、antimicrobial properties:Thermal,mechanical and biological characterization18.羅建斌;王鵬;譚鴻 具有多重抗菌性能的聚氨酯的合成及表征期刊論文-四川大學(xué)學(xué)報（工程科學(xué)版）2005(06)19.Yang S H;Lee Y J;Lin F Chitosan/poly(vinyl alcohol) blending hydrogel coating improves the surface characteristics of segmented polyurethane urethral catheters 2007(

37、02)相似文獻(xiàn)(10條)1.期刊論文 付建喜.周延清.王瑾曄.Fu Jian-xi.Zhou Yan-qing.Wang Jin-ye 抗菌生物材料的研究現(xiàn)狀 -中國組 織工程研究與臨床康復(fù)2008,12(32)生物材料相關(guān)感染是臨床使用牛物材料時伴隨的一個嚴(yán)重問題.至今已有多種抗菌生物材料被用來防治植入物引起的感染,許多材料在體外表現(xiàn)出良 好的抗菌性.生物相容性和可降解性.其中一些在動物實(shí)驗(yàn)巾也得到了不錯的效果,還有一些成功應(yīng)用于一期臨床.總體來看采用抗菌生物材料防治生物材 料相關(guān)感染已三取得了很大進(jìn)展,將材料作為可持續(xù)釋放抗菌系統(tǒng)的研究已成為目前各類抗菌生物材料研究的其同方向.隨著新材料和

38、新技術(shù)的進(jìn)步以及 相關(guān)理論的逐漸闡明,應(yīng)用抗菌生物材料來防治生物材料相關(guān)感染具有光明的前途,但是還需要進(jìn)行進(jìn)一步的體內(nèi)實(shí)驗(yàn)和臨床研究來推動抗菌生物材料的 應(yīng)用.2.學(xué)位論文 張志霞 含銅（氮）抗菌不銹鋼的組織與性能研究 2007隨著人們生活水平的日益提高，抗菌、防菌的健康意識逐漸增強(qiáng)。近年來的病毒感染事件接連發(fā)生，直接危及人們的生命安全，由此抗菌不銹鋼這 一新型鋼種應(yīng)運(yùn)而生?？咕讳P鋼應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。高性能、多功能的抗菌型不銹鋼始終是人們研究開發(fā)的目標(biāo)。從這個目標(biāo)出發(fā)，本文采用試驗(yàn)與理論 相結(jié)合的方法，借助于先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)條件和分析測試工具，對含銅(氮)抗菌不銹鋼進(jìn)行了組織與性能的研究。本文的主要結(jié)

39、論歸納為：利用高分辨電鏡與碳萃取復(fù)型技術(shù)對含銅鐵素體抗菌不銹鋼中抗菌相粒子的組成和生長機(jī)制進(jìn)行了分析。得出：抗菌相97為銅，其余含有少量 的錳和鐵元素，其成分和結(jié)構(gòu)上接近單質(zhì)的銅；該抗菌相與鐵素體基體主要存在(111)-Cu(110)-Fe的取向關(guān)系，近似存在(111)-Cu(121)- Fe的取向關(guān)系；抗菌相具有(111)112孿晶和層錯的復(fù)雜多層結(jié)構(gòu)，且通過片層的沿長度方向的擴(kuò)張沿111-Cu和112-Cu方向長大。鐵素體抗菌 不銹鋼中抗菌相的這種生長機(jī)制在一定程度上豐富了銅在鋼中沉淀析出理論。鐵素體抗菌不銹鋼熱軋板在時效過程中，抗菌相的析出過程受擴(kuò)散機(jī)制控制，。抗菌相的臨界析出溫度接近8

40、50，最佳析出溫度區(qū)間為750-800。抗菌相尺寸越大、析出數(shù)目越多，則抗菌性越好。此外，欲獲得優(yōu)良的抗菌性，抗菌相的析出量不應(yīng)小于0.5。在750-800的溫度區(qū)間進(jìn)行60分鐘時效，抗菌相的體積分?jǐn)?shù)可近似表達(dá)為時效時間，的線性方程ln1/1-f=1/4I202t-1/3I30.該模型對于抗菌相尺寸和體積分?jǐn)?shù)的控制以 及時效工藝的調(diào)整具有理論指導(dǎo)意義。利用EBSD對含銅鐵素體抗菌不銹鋼表面上的抗菌相進(jìn)行了分析。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，抗菌相主要分布在具有Goss(101法向)取向的鐵素體晶粒內(nèi)部，這 是因?yàn)榭咕嗟奈龀鰬T習(xí)面是(110)-Fe。冷軋變形使表面Goss取向的晶粒減少，而以111)Y為主要取向的

41、晶粒增加。由于鐵素體基體中的抗菌相方向 性析出，冷軋變形同時也引起表面抗菌相析出數(shù)量的下降和其形貌的改變，使得冷軋后的抗菌性稍有下降，但耐蝕性得到改善；800時效90分鐘后，冷 軋后的抗菌性亦可達(dá)到99.9以上。試驗(yàn)結(jié)果表明，氮可同時提高含銅奧氏體抗菌不銹鋼的抗菌性和耐蝕性。熱力學(xué)計算結(jié)果揭示，氮提高銅的活度系數(shù)，其關(guān)系式可表達(dá)為：，式中的fCu是試驗(yàn)合金中銅的活度系數(shù)，f0Cu是無限稀多組元合金中銅的活度系數(shù)，xN是氮的摩爾濃度。從熱 力學(xué)角度分析，較高濃度的氮使銅組元在抗菌相和奧氏體兩相中分配的自由能差增加，使銅在抗菌相中的偏聚程度增強(qiáng)，從而促使更多的銅從奧氏體中 析出，提高了鋼的抗菌性；

42、同時，氮在表面富集，提高了耐蝕性；該鋼種時效時間短，抗菌性明顯，耐蝕性改善，便于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，并預(yù)示著開發(fā) 新型的含氮奧氏體抗菌不銹鋼將是今后抗菌不銹鋼的一個發(fā)展方向。3.期刊論文 羅建斌.LUO Jian-bin 抗菌生物材料的研究進(jìn)展 -高分子通報2009(3)生物材料的感染限制了生物材料的進(jìn)一步應(yīng)用.細(xì)菌在材料表面粘附、生長成細(xì)菌生物膜是生物材料相關(guān)感染難治的根本原因.因此,最有效的解決方 法是防止細(xì)菌生物膜的形成.本文對目前抗菌生物材料的研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述,提出目前防止細(xì)菌生物膜生成的方法主要有三種:抗細(xì)菌粘附的方法;殺菌的 方法及二者相結(jié)合的方法.在設(shè)計抗粘附生物材料時,除了考慮材料

43、表面的化學(xué)結(jié)構(gòu)外,也要考慮材料的表面拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及材料的本體性能對細(xì)菌粘附的影響;在設(shè)計殺菌的生物材料時,不但要考慮殺菌性能,也要考慮殺菌劑對材料血液相容性的影響.總的來說,抗粘附的方法及殺菌相結(jié)合(多重抗菌)的方法是可 望解決生物材料感染的一條新方法.4.學(xué)位論文 劉耀斌 兩親性聚合物合成及抗菌性能研究 2010近年來抗菌材料的研究成為國內(nèi)外重要的前沿課題，目前研究的抗菌聚合物由于抗菌的廣譜性和選擇性不理想，因而在具體應(yīng)用中(特別是生物材料)受到諸多限制。所以研究合成高抗菌廣譜性和選擇性的聚合物具有重要的意義。本課題采用傳統(tǒng)自由基聚合和可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移聚合(Reversible Additi

44、on-Fragmentation ChainTransfer Polymerization)技術(shù)合成了系列不同親水/疏水鏈段比的共聚物，并測試了其抗菌性能。抑菌圈法和最低抑菌 濃度法、濁度法表明了制備的兩種兩親性共聚物均具有良好的抗菌活性，溶血性測試表明聚合物均沒有血細(xì)胞毒性。鑒于嵌段共聚物在抗菌方面的研究 報道很少，探討了影響嵌段共聚物抗菌能力的因素。本課題通過傳統(tǒng)活性聚合和RAFT活性/“可控”聚合制備的無規(guī)和嵌段共聚物，較系統(tǒng)的研究了功能 化后的兩親性聚合物的抗菌性能，證明了理論上合成兩親性抗菌共聚物的方案是完全可行的。為當(dāng)前制備高抗菌性、高選擇性以及廣譜性的高聚物合成 拓寬了思路，以饗

45、讀者。5.期刊論文 王鵬.羅建斌.李潔華.謝興益.鐘銀屏 抗菌生物材料的研究進(jìn)展 -生物技術(shù)通訊2004,15(6)生物高分子材料(醫(yī)用縫合線、導(dǎo)尿管等)及人工器官(心瓣膜、人工腎等)的應(yīng)用日益廣泛,使用過程中引發(fā)的細(xì)菌性感染導(dǎo)致諸多嚴(yán)重后果,不容忽 視.基于感染機(jī)理,人們通過對生物材料表面進(jìn)行不同的改性,如通過阻止細(xì)菌黏附達(dá)到抗菌效果、通過干擾細(xì)菌細(xì)胞的組成取得殺菌效果等,研究了不同 的抗菌機(jī)理.本文綜述了新型有機(jī)高分子抗菌劑的發(fā)展,提出對生物相容性良好的聚氨酯、聚砜、聚醚砜等材料進(jìn)行表面改性,使之具有好的抗菌能力,是 未來抗菌生物材料的研究與發(fā)展方向.6.學(xué)位論文 張奇 納米銀-小腸黏膜下

46、層修復(fù)腹壁缺損的實(shí)驗(yàn)研究 2010目的:腹壁疝，戰(zhàn)創(chuàng)傷、腫瘤等病變造成的腹壁缺損以及救治腹腔間隙綜合征等危重病時，均需使用腹壁修復(fù)重建材料，臨床上對此存在著巨大的需 求。理想的腹壁修復(fù)重建材料應(yīng)理化性質(zhì)穩(wěn)定、安全無毒無致癌性、耐張力優(yōu)于腹壁組織、耐機(jī)械疲勞、組織相容性好、排異反應(yīng)小、利于組織再生、 來源及使用方便；此外最新的觀點(diǎn)更強(qiáng)調(diào)材料具有抗感染性、柔軟和服帖性以及能獲得最小的手術(shù)痛苦以及相對最小的補(bǔ)片植入量等。但目前國內(nèi)外公 認(rèn)尚未找到一種完全理想修復(fù)材料。我國人工材料疝修復(fù)術(shù)普及率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于西方發(fā)達(dá)國家，原因一方面是基層醫(yī)院醫(yī)療技術(shù)更新速度慢，另一方面是手 術(shù)中使用的修補(bǔ)材料在我國還沒有產(chǎn)

47、業(yè)化，全部依賴進(jìn)口，價格昂貴。僅就我國的人口基數(shù)和美國的人口基數(shù)以及疝氣的發(fā)病率來比較，不難看出腹壁 修復(fù)重建材料在我國的巨大的潛在經(jīng)濟(jì)意義和應(yīng)用價值前景。<br>生物材料是當(dāng)下國外疝和腹壁外科研究的最新進(jìn)展，包括動物源性材料如豬小腸粘膜下層(small intestinal submucosa，SIS)、牛心包等；人尸源性 材料如人工脫細(xì)胞真皮(acellular dermal matrix，ADM)等?？傮w評價7，生物材料除了擁有與合成材料一樣的低疝復(fù)發(fā)率，在生物相容性、抗粘連性 等方面也較人工合成材料更為理想，術(shù)后疝復(fù)發(fā)、感染，腸梗阻、瘺管形成等不良反應(yīng)的發(fā)生率明顯較低。&l

48、t;br>值得重視的是，生物材料的抗微生物活性優(yōu)于合成材料。研究發(fā)現(xiàn)8，醋酸消化制備的SIS細(xì)胞外基質(zhì)浸出液具有抑制革蘭陰性大腸桿菌和革蘭陽性金 黃色葡萄球菌的作用。SIS在有金黃色葡萄球菌定植時亦可實(shí)現(xiàn)良好的組織再塑，植入SIS傷口的感染性低于合成材料9。但同時國外將生物材料試用于 腹壁缺損修復(fù)或重建的初期臨床經(jīng)驗(yàn)也表明，修復(fù)污染或潛在感染的腹壁缺損失敗率50，并且依賴于傷口感染的類型和再血管化速度。因此，提高 腹壁修復(fù)材料的抗感染性仍是疝和腹壁外科的巨大挑戰(zhàn)。<br>在抗菌劑方面，銀作為抗菌劑，具有高效、安全無毒、抗菌譜廣、無耐藥性等優(yōu)點(diǎn)，能殺滅細(xì)菌、真菌和霉菌甚至病毒。

49、銀殺菌機(jī)制主要與銀離子有關(guān)，銀離子可與細(xì)菌內(nèi)巰基酶結(jié)合從而使后者失活，阻斷微生物的能量代謝及細(xì)胞壁合成，起到殺滅細(xì)菌、病毒及真核微生物的作用。也有研究表明納米 銀顆?？梢院筒≡w的DNA堿基結(jié)合，形成交叉鏈接，置換嘌呤和嘧啶中相鄰氮之間的氫鍵，使DNA變性，不能復(fù)制，致細(xì)菌失活。此外，銀還有促進(jìn)傷 口愈合的功能。研究發(fā)現(xiàn)，傷口局部涂抹銀乳膏可抑制變應(yīng)性接觸性皮炎鼠模型炎癥因子表達(dá)、誘導(dǎo)炎性細(xì)胞調(diào)亡。動物毒性實(shí)驗(yàn)和臨床應(yīng)用均證實(shí)銀 殺菌劑屬實(shí)際無毒級。近年來，利用納米技術(shù)將金屬銀加工成納米級的銀微粒后，其表面積極大，顯示明顯的表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)和宏觀隧道效應(yīng)，抗菌活性大大增強(qiáng)，效力更持久，安全

50、性更高。納米銀作為抗菌材料已應(yīng)用于醫(yī)用導(dǎo)管、內(nèi)固定器械、創(chuàng)傷敷料等方面。我們從中得到啟發(fā)，利用生 物材料的三維網(wǎng)狀超微結(jié)構(gòu)、主要成分為膠原蛋白(90為型和型膠原纖維)易于粒子粘附，植入粒徑15nm左右的納米銀粒子形成具有抗菌性的生物 材料。植入體內(nèi)后隨著生物材料的降解銀微粒逐步釋放，從而持久發(fā)揮抗細(xì)菌定植和抗感染、利于宿主細(xì)胞浸潤生長和血管再生的作用。<br>綜合上述，構(gòu)建理想的新型抗菌生物高分子復(fù)合腹壁修復(fù)材料的條件已經(jīng)成熟，如有望構(gòu)建成功，將為臨床腹壁缺損及疝的治療提供新的選擇。經(jīng)文 獻(xiàn)檢索，目前國內(nèi)外尚未見復(fù)合生物材料和合成材料構(gòu)建腹壁補(bǔ)片的報道。<br>材料和方

51、法:<br>第一部分：抗菌生物高分子復(fù)合腹壁修復(fù)材料的構(gòu)建<br>1.按Abraham方法制備豬小腸粘膜下層(SIS)。<br>2.通過自組裝技術(shù)將納米銀粒子植入SIS構(gòu)建抗菌生物材料納米銀SIS。<br>3.采用掃描電鏡觀察材料超微結(jié)構(gòu)，瓊脂彌散法測試復(fù)合材料的體外抗菌能力。<br>第二部分：動物實(shí)驗(yàn)及免疫研究<br>1.采用復(fù)合材料、生物材料、合成材料分別修復(fù)大鼠全層腹壁缺損(3×3cm)，每組12只F344成年大鼠(體重約200g)，并用104cfu/ml的金黃色葡萄球菌 污染修復(fù)區(qū)。修復(fù)后1d、3d、5d

52、、7d取動物腹壁分泌物作細(xì)菌培養(yǎng)，1d、3d、5d、7d、15d、30d取動物血采用火焰原子吸收光譜法檢測血液中銀含量。 修復(fù)后2月處死動物，腹壁注水試驗(yàn)檢測修復(fù)區(qū)抗壓情況，使用HE和甲苯胺藍(lán)染色、掃描電鏡觀察修復(fù)區(qū)邊緣及中央的組織結(jié)構(gòu)、血管化程度，取動物腦、肝、腎組織，采用火焰原子吸收光譜檢測組織中銀含量。<br>2.SD大鼠30只，體重200250g，手術(shù)造成3 cm×2 cm全層腹壁缺損，隨機(jī)分為三組(n=10)，分別采用相同面積的納米銀豬小腸黏膜下層(NS-SIS)，單 純豬小腸黏膜下層(SIS)和Proceed(R)補(bǔ)片進(jìn)行修補(bǔ)。術(shù)后4周和8周取出腹壁修復(fù)材料，

53、進(jìn)行CD3(淋巴細(xì)胞)，CD68(巨噬細(xì)胞)及CD31(血管內(nèi)皮)免疫組 化分析。<br>第三部分：材料的生物安全性試驗(yàn)<br>1.進(jìn)行細(xì)胞毒性試驗(yàn)，將復(fù)合材料放入96孔培養(yǎng)板，細(xì)胞培養(yǎng)板分3組(復(fù)合材料、陽性對照、陰性對照)，每組12孔，每孔加入細(xì)胞培養(yǎng)液2mL,置入37培養(yǎng)箱內(nèi)，24h后取出備用。將已培養(yǎng)48 h生長旺盛的L929細(xì)胞計算出細(xì)胞密度(細(xì)胞數(shù)/mL)：配制成4×104/mL的細(xì)胞懸液，取出96孔細(xì)胞培養(yǎng)板，分別加入細(xì)胞懸液0.5 mL，置37培養(yǎng)。于培養(yǎng)后的第1，2，4，7 d，每組各取3孔進(jìn)行細(xì)胞形態(tài)觀察和細(xì)胞計數(shù)。<br>2.

54、進(jìn)行皮膚刺激試驗(yàn)，于成年家兔皮內(nèi)注射復(fù)合材料浸出液及對照液(生理鹽水)各0.2 mL，于注射后15 min，1 h，2 d，3 d觀察實(shí)驗(yàn)區(qū)皮膚反應(yīng)。<br>3.進(jìn)行皮膚致敏試驗(yàn)，于豚鼠背部脫毛區(qū)涂0.1mL復(fù)合材料浸出液和對照液(生理鹽水)各0.1mL，連續(xù)觀察3d，記錄試驗(yàn)區(qū)皮膚組織反應(yīng)。<br>4.進(jìn)行致熱原試驗(yàn)：于成年家兔耳緣靜脈注射復(fù)合材料浸出液及對照液(生理鹽水)各0.1 mL，于注射后1h，6h，12h，24h，48h，72h分別測量家兔體溫。<br>5.數(shù)據(jù)采用SPSS11.0統(tǒng)計軟件包進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)處理，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，P

55、值0.05為有統(tǒng)計學(xué)意義。<br>結(jié)果:<br>一、對納米銀-小腸黏膜下層修復(fù)材料(NS-SIS)的體外抗菌效果進(jìn)行了初步研究，結(jié)果表明納米銀-小腸黏膜下層修復(fù)材料具有良好的體外抗菌效果。<br>二、納米銀-小腸黏膜下層修復(fù)材料能夠用于修復(fù)大鼠污染腹壁缺損，且傷口感染率低于單純生物腹壁修復(fù)材料(SIS)和合成材料(Proceed(R)補(bǔ)片)。<br>三、對納米銀復(fù)合生物腹壁修復(fù)材料的修復(fù)大鼠腹壁缺損后對修復(fù)區(qū)局部炎癥反應(yīng)和微血管密度的影響進(jìn)行了初步研究，結(jié)果表明納米銀-小腸黏膜下 層修復(fù)材料與單純生物腹壁修復(fù)材料對修復(fù)區(qū)局部炎癥反應(yīng)及微血管密度的作用相同，兩者較合成材料局部炎癥反應(yīng)輕，微血管密度較合成材料低。<br>四、對納米銀復(fù)合生物腹壁修復(fù)材料的生物安全性進(jìn)行了初步評價，結(jié)果表明納米銀-小腸黏膜下層修復(fù)材料(NS-SIS)的生物安全性良好。<br>結(jié)論:<br>納米銀-小腸黏膜下層修復(fù)材料(NS-SIS)有較好的抗菌效果，且傷口感染率和局部炎癥反應(yīng)低于單純生物腹壁修復(fù)材料(SIS)和合成材料(Proceed(R)補(bǔ) 片)，并具有良好的生物安全性。<br>創(chuàng)新點(diǎn):<