醫(yī)療器械在存儲或植入體內(nèi)后，其表面滋生細菌是引發(fā)院內(nèi)感染的最主要原因。因此，構建常溫環(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際應用意義。基于醫(yī)療器械存儲溫度和體溫間溫差，聚（N-異丙基丙烯酰胺）（PNIPAM）表面可以實現(xiàn)殺菌和生物相容性間的智能轉(zhuǎn)換。然而，報道的PNIPAM表面室溫儲存下，PNIPAM分子鏈伸展親水呈現(xiàn)抗污性能，體溫環(huán)境下PNIPAM分子鏈塌陷實現(xiàn)殺菌，與醫(yī)療器械實際臨床使用要求匹配性不強。

    中國科學院長春應用化學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，率先構建了雙層結(jié)構抗菌表面體系平臺（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，本工作作者先接枝抗細菌粘附的聚（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CEA固定萬古霉素（Van）。該體系中，在室溫儲存條件下（低于PNIPAM的LCST），PNIPAM分子鏈呈現(xiàn)伸展狀態(tài)，利于暴露殺菌劑殺死表面的細菌；當體內(nèi)使用時（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)較好的抗細菌粘附性和生物相容性。該工作巧妙地運用殺菌上層和抗污底層的協(xié)同作用，成功構建了體溫誘導的殺菌向抗污轉(zhuǎn)化的智能表面，很好地匹配了臨床實際需求（圖1）。

    ▲ 圖1. 殺菌-抗粘附溫敏轉(zhuǎn)化型雙層抗菌表面示意圖

    細菌實驗表明：與單層的P（NIPAM-co-Van）樣品相比，雙層結(jié)構抗菌表面（圖2c）在儲存條件下（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)出較好的抗細菌粘附性能。

    ▲ 圖2. 細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. （綠色代表活細菌，紅色代表死細菌，標尺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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責任編輯：王元

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