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随着在临床中被广泛使用的植/介入医疗器械的涌现。由其引起的各类院内感染问题是全球医院共同面临的问题,尤其是大量医用导管的使用,无论是导管使用中引起的血栓问题,还是导管相关性纤维鞘包裹问题,都会引起不同程度的感染,因此,由医用导管引起的感染问题至今仍是临床医生关注的焦点问题,是医用导管使用中亟待解决的问题。本文主要针对由医用导管引起的感染问题,研究人员将研究重心集中在抗感染功能涂层的研究上,如载药涂层、载无机抗菌剂涂层、载有机抗菌剂涂层等等。其中,带有纳米银涂层和携载抗生素涂层的医用导管已在临床得到应用。然而,纳米银的生物安全性问题和长久使用抗生素产生的抗药性问题,是目前抗感染导管亟待解决的问题。本文利用元素铜具有抗菌、抗凝血的功能,通过化学接枝法在医用导管表面制备具有抗感染功能的高分子含铜(壳聚糖/铜)涂层,研制一种具有抗感染功能的新一代医用导管。通过X-射线光电子能谱(XPS),接触角(CA),傅里叶红外光谱分析(FTIR),扫描电镜(SEM)等测试手段对功能化涂层进行表征;同时通过体外抗菌实验对涂层抗菌功能性进行评价;并通过细胞实验评价涂层的生物安全性。在证实壳聚糖/铜功能化涂层的功能性和生物安全性的前提下,通过化学键合的方式确保功能涂层与导管的有效结合。本论文的主要研究内容和相应的结论如下:(1)医用硅橡胶导管表面活化预处理采用两种途径加强涂层与基体的有效结合。方法一:化学交联法在硅橡胶导管表面引入活性官能团。第一步,使用多巴胺活化硅橡胶导管表面,成功引入胺基、羟基等活性基团;第二步,通过戊二醛交联,引入醛基。通过X-射线光电子能谱对每步处理后的样品表面进行检测,分析预处理涂层与硅橡胶基体的化学键合方式。方法二:等离子体活化处理。通过O2等离子体处理硅橡胶,引入活性基团,同时亲水性和粗糙度增加。通过接触角测试仪和表面轮廓仪对预处理的硅橡胶表面性能进行分析,结果表明:通过O2等离子体预处理后,硅橡胶表面亲水性增强且粗糙度增大。(2)壳聚糖/铜(CS/Cu)涂层的制备与表征。利用壳聚糖上-NH2和-OH活性基团键合铜离子,使铜离子与壳聚糖发生螯合作用,配制成涂层溶液,通过提拉法将功能化涂层溶液制备在经预处理的硅橡胶样品上,悬挂晾干。本论文通过FTIR、XPS、SEM、表面张力等手段对涂层性能进行表征,结果表明:在不同预处理过的硅橡胶表面制备涂层,涂层表面形貌存在明显差异,经聚多巴胺化学活化之后,涂层表面均匀且涂层稳定;经O2等离子体处理后所制备涂层表面附着平整。通过红外光谱和X-射线光电子能谱检测,涂层中铜离子与壳聚糖上-NH2和-OH以配位键方式键合在一起。同时通过对涂层表面接触角检测,双蒸水和溴萘在含铜涂层上的接触角大于未键合铜离子的涂层,经计算,壳聚糖涂层与含铜涂层的表面张力相似,接枝铜离子后,其分散力增大,极性力减小。(3)CS/Cu涂层抗菌性能研究通过体外抗菌实验,对壳聚糖/铜涂层的即时抗菌功能和抗菌持久性进行了评价,结果表明,铜离子的添加大幅提高了壳聚糖涂层的抗菌性能,抗菌率高达95%以上。通过铜离子溶出实验,表明CS/Cu涂层的抗菌作用是由铜离子的不断溶出,从而起到抗菌作用。同时对浸泡不同时间的涂层与细菌接触评价,浸泡28d的载铜涂层仍具有高效的抗菌性,且抗菌率达90%以上。(4)CS/Cu涂层生物安全性研究通过体外细胞毒性实验,对壳聚糖/铜涂层的生物安全性进行评价,结果表明,含铜涂层对细胞没有生物毒性,完全符合医用导管的生物学要求,为其临床应用提供有力依据。综上所述,本论文研制了一种含铜功能化医用导管,研究证实其具有高效的抗菌功能,推测其在未来使用过程中能够充分发挥对细菌感染的预防和抵抗。作为医用导管涂层材料具有良好的应用前景。