[发明专利]一种具有pH监测功能的抗菌涂层、具有pH监测功能的抗菌涂层的功能材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种具有pH监测功能的抗菌涂层，包括有机硅季铵盐pyranine化合物；所述有机硅季铵盐pyranine化合物由8‑羟基‑1,3,6‑芘三磺酸三钠盐和有机硅季铵盐经反应后得到；所述有机硅季铵盐具有式(I)所示结构。涂层中的有机硅季铵盐的硅氧烷基团可以分别与pyranine分子、羟基化处理的基体材料表面发生化学键键连，不仅涂层内部的pyranine和有机硅季铵盐相互交联，提高涂层自身稳定性，同时涂层与被涂基体实现交联点式的化学键交联，大大提升了涂层和被涂基体的稳定性，pH监测和抗菌效果更加持久。本发明制备过程更加简单，易操作，可行性高。

技术领域

本发明属于抗菌医疗器械领域，涉及一种具有pH监测功能的抗菌涂层、具有pH监测功能的抗菌涂层的功能材料及其制备方法，尤其涉及一种具有pH监测功能的抗菌涂层、具有pH监测功能的抗菌涂层的医用材料及其制备方法。

背景技术

医院感染不仅造成患者发病率和病死率显著增加，还给患者及社会造成沉重的经济损失，对全球医疗卫生事业提出了严峻挑战。据统计，医院感染造成的额外病死率为4％～33％。美国每年约有72万人次发生院内感染，导致约7.5万人死亡，增加医疗费用约45亿到110亿美元。由此可见，防治医疗器械相关感染具有极大的迫切性。

细菌在生物医用材料表面的粘附、增殖乃至形成生物膜是造成医疗器械的污染、引起医疗器械相关感染的主要原因。病人在住院期间需要接受各种诊断和治疗措施，如气管插管、泌尿道插管、手术治疗等，这就为微生物通过各种被污染器械进入患者体内并引发感染提供了条件。

赋予材料表面抗菌性能是应对细菌感染的有效途径。虽然现有抗菌体系的工作效率不断提高、使用场景不断丰富，但是其研究范围主要侧重于材料自身抗菌功能的优化，而无法实现材料与人的高效互动交流。其主要表现是：材料自身不具备传达细菌污染位点、污染程度等信息的能力，人们无法实时地对材料的当前抗菌状态做出判断并采取相应的后续处置措施(如，补充抗菌剂、更换抗菌机制等)。

为了获取该类信息，人们往往需要额外开展一系列独立的、复杂的细菌监测操作：如，超声分离取样、细菌菌落培养、表面染色处理等。这种将材料使用、取样、监测分开处理的传统作业方式，通常具有一定的时间滞后性，不能实时地反映材料在临床应用中的工作状态，从而造成处置的延误。对于单纯的细菌监测性表面，即便可以实现方便的信息传输，抗菌功能的缺失依旧会造成医疗器械感染，或者材料自身无法在第一时间控制感染的发展。

因此，如何能够设计出一种材料，可以将细菌监测和抗菌两个分离的功能(过程)整合来，还能构建一体化材料表面，解决上述缺陷，从而能够实现对医疗器械相关感染的预防、诊断、控制和处置，已成为本领域诸多具有前瞻性的研究人员关注的焦点之一。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于一种具有pH监测功能的抗菌涂层、具有pH监测功能的抗菌涂层的功能材料及其制备方法，特别是一种具有pH监测功能的抗菌涂层。本发明提供的抗菌涂层，包括有机硅季铵盐pyranine化合物，具有pH依赖性，在不同pH条件下产生不同的荧光效果，可实现对细菌感染程度、感染部位进行监测；涂层中的季铵盐成分具有杀菌效果，可以抑制细菌感染的发展和恶化。

本发明提供了一种具有pH监测功能的抗菌涂层，包括有机硅季铵盐pyranine化合物；

所述有机硅季铵盐pyranine化合物由8-羟基-1,3,6-芘三磺酸三钠盐和有机硅季铵盐经反应后得到；

所述有机硅季铵盐具有式(I)所示结构：

其中，R₁和R₂各自独立地选自-CH₃、-CH₂CH₃；

R₃选自C6～C18的烷基。