醫(yī)療器械在存儲(chǔ)或植入體內(nèi)后，其表面滋生細(xì)菌是引發(fā)院內(nèi)感染的最主要原因。因此，構(gòu)建常溫環(huán)境下殺菌，而在體內(nèi)具有較好生物相容性的智能型醫(yī)用材料表面具有重要實(shí)際應(yīng)用意義。基于醫(yī)療器械存儲(chǔ)溫度和體溫間溫差，聚（N-異丙基丙烯酰胺）（PNIPAM）表面可以實(shí)現(xiàn)殺菌和生物相容性間的智能轉(zhuǎn)換。然而，報(bào)道的PNIPAM表面室溫儲(chǔ)存下，PNIPAM分子鏈伸展親水呈現(xiàn)抗污性能，體溫環(huán)境下PNIPAM分子鏈塌陷實(shí)現(xiàn)殺菌，與醫(yī)療器械實(shí)際臨床使用要求匹配性不強(qiáng)。

    中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所欒世方研究員和殷敬華研究員課題組利用表面光引發(fā)活性接枝法，率先構(gòu)建了雙層結(jié)構(gòu)抗菌表面體系平臺(tái)（Biomacromolecules 2016, 17（5）， 1696-1704; ACS Applied Materials & Interfaces 2016, 8（37）， 24471-24481; Colloidsand Surfaces B: Biointerfaces 2017, 150, 250-260）。采用該體系平臺(tái)，本工作作者先接枝抗細(xì)菌粘附的聚（磺基甜菜堿甲基丙烯酸甲酯）（PSBMA） 高分子刷，隨后在上層共接枝N-異丙基丙烯酰胺（NIPAM）與β-（丙烯酰氧）丙酸（CEA），得到P（NIPAM-co-CEA）共聚合物刷，通過(guò)CEA固定萬(wàn)古霉素（Van）。該體系中，在室溫儲(chǔ)存條件下（低于PNIPAM的LCST），PNIPAM分子鏈呈現(xiàn)伸展?fàn)顟B(tài)，利于暴露殺菌劑殺死表面的細(xì)菌；當(dāng)體內(nèi)使用時(shí)（體溫高于PNIPAM的LCST），PNIPAM分子鏈塌陷，包裹抗生素阻隔其殺菌，同時(shí)親水PSBMA底層刷也將掩蔽坍塌的P（NIPAM-co-Van）刷，呈現(xiàn)較好的抗細(xì)菌粘附性和生物相容性。該工作巧妙地運(yùn)用殺菌上層和抗污底層的協(xié)同作用，成功構(gòu)建了體溫誘導(dǎo)的殺菌向抗污轉(zhuǎn)化的智能表面，很好地匹配了臨床實(shí)際需求（圖1）。

    ▲ 圖1. 殺菌-抗粘附溫敏轉(zhuǎn)化型雙層抗菌表面示意圖

    細(xì)菌實(shí)驗(yàn)表明：與單層的P（NIPAM-co-Van）樣品相比，雙層結(jié)構(gòu)抗菌表面（圖2c）在儲(chǔ)存條件下（25°C）表現(xiàn)出較好的殺菌性，在體內(nèi)溫度下（37 °C）則呈現(xiàn)出較好的抗細(xì)菌粘附性能。

    ▲ 圖2. 細(xì)菌懸液中孵育的共聚焦顯微鏡圖。 （a） Virgin samples, （b）P（NIPAM-co-Van） brushes, （c） PSBMA-b-P（NIPAM-co-Van） brushes, （d） PSBMA brushes. （綠色代表活細(xì)菌，紅色代表死細(xì)菌，標(biāo)尺50 ?m）。

    本工作第一作者為在讀博士生王向紅，宋凌杰博士為共同通訊作者。該工作發(fā)表于ACS Applied Materials& Interfaces期刊。

    全文鏈接：

    http://pubs.acs.org/articlesonrequest/AOR-wrmM3kxXWrB9pQPF2zZC

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