[发明专利]一种梳状多聚氨基酸复合抗菌涂层及其制备方法

说明书

本发明公开了一种梳状多聚氨基酸复合抗菌涂层，该抗菌涂层通过简单工艺将梳状多聚氨基酸复合物涂覆于底物材料上制备得到，所述梳状多聚氨基酸复合物由多聚氨基酸组分和聚乙二醇组分复合而成，所述多聚氨基酸组分包括ε‑聚赖氨酸和协同抗菌剂。本发明的梳状多聚氨基酸复合抗菌涂层，其成分以天然高分子材料为主，具有杀菌、抗细菌粘附的功能，生物相容性高，稳定性好，抗菌广谱性好，对革兰氏阳性菌、阴性菌、真菌都有较好的抑制效果。本发明还公开了制备所述梳状多聚氨基酸复合抗菌涂层的方法。本发明制备梳状多聚氨基酸复合抗菌涂层的方法，在水相体系中进行，无需使用有机溶剂，绿色无污染。

技术领域

本发明涉及抗菌材料技术领域，具体涉及一种梳状多聚氨基酸复合抗菌涂层及其制备方法。

背景技术

现有的抗菌材料大多是通过材料本身释放一定的抗菌剂杀灭细菌和微生物，如纳米银、抗菌素(抗生素)、季铵盐等。这些材料在杀灭细菌的同时往往会对人体正常细胞有一定程度的损害。虽然纳米银所释放的纳米银颗粒(或离子)杀菌效率很高，但是其生物安全性一直存在较大争议，且银作为重金属介入人体内使用，长期积累会产生极大的生理毒性。抗菌素(抗生素)价格低廉且在临床使用普遍，但其滥用会导致耐药细菌的产生。季铵盐一直是市面上较为高效的抗菌剂之一，但其在抗菌持久性、化学稳定性以及生物毒性方面存在很多缺陷。

ε-聚赖氨酸来自微生物代谢产物，因其拥有大量侧链残留氨基而具有广谱的杀菌效率，且热稳定性好，目前在食品防腐剂和添加剂中已广泛使用，具有良好的生物安全性，是目前已知的抗菌效果最好的天然抗菌聚合物之一。近年来，聚乙二醇一类的聚合物作为亲水、抗粘、防污材料在生物、医学、过滤膜等方面受到了大量关注，抗细菌粘附也成为了抗菌技术研究的新方向。然而，具有杀菌、抗粘附作用的高度生物安全的材料尚未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种梳状多聚氨基酸复合抗菌涂层及其制备方法，通过含ε-聚赖氨酸的多聚氨基酸组分和聚乙二醇组分发生接枝反应生成稳定的梳状多聚氨基酸复合物，将梳状多聚氨基酸复合物涂覆在底物材料上可形成性能优越的梳状多聚氨基酸复合抗菌涂层，该复合抗菌涂层具有杀菌、抗细菌粘附的功能。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明公开了一种梳状多聚氨基酸复合抗菌涂层，该抗菌涂层通过简单工艺将梳状多聚氨基酸复合物涂覆于底物材料上制备得到，所述梳状多聚氨基酸复合物由多聚氨基酸组分和聚乙二醇组分复合而成，所述多聚氨基酸组分包括ε-聚赖氨酸和协同抗菌剂。

优选地，所述ε-聚赖氨酸含量占所述多聚氨基酸组分的65～95wt％，所述协同抗菌剂含量占所述多聚氨基酸组分的5～35wt％。

优选地，所述ε-聚赖氨酸的重均分子量介于2000和20000之间，优选为3000～7000，即聚合度为25～60。

优选地，所述协同抗菌剂为鱼精蛋白、甘氨酸、冰乙酸、苹果酸、柠檬酸中的一种或几种。

进一步地，所述聚乙二醇组分为分子链一端烷基化或酰基化的单甲氧基聚乙二醇(mPEG)，即端基活化的PEG，包括mPEG-乙醛、mPEG-丙醛、mPEG-三氟乙磺酸、mPEG-环氧化物、mPEG-羟基琥珀酰亚胺酯、mPEG-对硝基苯碳酸酯和mPEG-苯并三唑碳酸酯，所述聚乙二醇组分优选为mPEG-丙醛、mPEG-三氟乙磺酸或mPEG-羟基琥珀酰亚胺酯中的一种或几种。

进一步地，所述聚乙二醇组分的聚合度在15～300之间，优选为50～150。

优选地，所述多聚氨基酸组分与所述聚乙二醇组分的摩尔比为0.03～5。

相应地，本发明还公开了一种制备所述梳状多聚氨基酸复合抗菌涂层的方法，包括以下步骤：

S1、底物材料处理：准备底物材料，对底物材料进行灭菌、清洗、表面预处理和/或功能化处理；