硅橡膠的抗菌性改性方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于醫(yī)用材料改性領(lǐng)域，具體涉及一種醫(yī)用硅橡膠的抗菌性改性方法。
【背景技術(shù)】
[0002]硅橡膠因其具有良好的理化穩(wěn)定性和生理惰性如疏水性、透氣性、耐熱性、耐氧化以及抗老化性等，體內(nèi)長(zhǎng)期植入，能耐受組織液腐蝕，不被機(jī)體代謝、吸收和降解，而被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域。目前，硅橡膠材料廣泛用于贗復(fù)體的制作及牙齒軟襯材料，例如阻塞器、頒面贗復(fù)體、牙齒軟襯底等，硅橡膠還可用作導(dǎo)尿管等。
[0003]硅橡膠作為一種生物材料，尤其是作為一種體內(nèi)植入材料時(shí)，硅橡膠需要與人體內(nèi)部組織接觸，在醫(yī)療器械與人體組織的接觸過(guò)程中，細(xì)菌容易通過(guò)各種途徑入侵，引發(fā)感染。特別是在醫(yī)院環(huán)境中，細(xì)菌通過(guò)醫(yī)務(wù)人員的衣物、手套和醫(yī)院中的物品的傳播，容易引發(fā)感染，同時(shí)由于硅橡膠表面極強(qiáng)的疏水性，使其與生物組織的愈合較差，容易在組織與材料之間形成縫隙，這也增強(qiáng)了感染發(fā)生的可能性。相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道美國(guó)每年有接近10萬(wàn)人死于此類(lèi)感染，造成極大的損失。因此，醫(yī)用硅橡膠的抗菌性能就顯得尤為重要，且目前有關(guān)抗菌性硅橡膠材料的研宄也是材料學(xué)家和醫(yī)學(xué)家非常關(guān)注的一個(gè)問(wèn)題。
[0004]對(duì)于硅橡膠而言，通過(guò)對(duì)硅橡膠材料進(jìn)行表面以及本體改性，使硅橡膠本身具有較高的抗菌性，使其在與人體組織接觸時(shí)有效地殺滅細(xì)菌是目前采取的一種有效解決方案。
[0005]銀離子具有高度活性，容易與給電子基團(tuán)(如帶有硫、氧和氮的基團(tuán))及帶負(fù)電荷的基團(tuán)(如磷酸根、鹵素離子等)結(jié)合。通過(guò)與銀離子的結(jié)合導(dǎo)致分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而使蛋白質(zhì)酶變性，而大部分被銀離子變性的酶提供細(xì)胞繁殖的能量，一旦微生物細(xì)胞繁殖的能量鏈斷裂，微生物將很快死亡，且銀離子對(duì)細(xì)胞毒性較小，在人體內(nèi)難于積累，是一種廣泛使用的抗菌劑，通過(guò)表面改性的方法將銀離子覆蓋到材料表面可以提高材料的抗菌性能。如何將銀離子覆蓋到材料表面進(jìn)行表面改性，目前已知的方法有等離子體處理、接枝共聚和仿生涂層等方法。等離子體處理后，材料表面形成的極性基團(tuán)容易翻轉(zhuǎn)進(jìn)入體相，改性效果會(huì)隨時(shí)間逐漸衰退；等離子體聚合形成的薄膜，往往因內(nèi)部應(yīng)力而產(chǎn)生卷曲和破裂，或因與基體是非共價(jià)鍵結(jié)合而產(chǎn)生剝離。接枝共聚法通過(guò)化學(xué)反應(yīng)，使聚合物表面活化，再引入特定基團(tuán)，形成的表面基團(tuán)不穩(wěn)定且步驟繁鎖；仿生涂層在不改變材料表面性質(zhì)的基礎(chǔ)上，通過(guò)噴涂、濺射等方法在其上覆蓋一層具有生物活性的物質(zhì)，也存在條件不易控制和步驟繁鎖等問(wèn)題。目前，還缺少一種行之有效且操作條件易控、操作步驟簡(jiǎn)單的硅橡膠抗菌性的改性方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]離子注入技術(shù)是金屬、半導(dǎo)體材料改性常用的一種方法，本申請(qǐng)的發(fā)明人在試驗(yàn)研宄中，采用離子注入法將Ag離子注入硅橡膠中，所得到的硅橡膠采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)其不僅呈現(xiàn)出較好的抗菌性能，而且所得的硅橡膠的親疏水性也具有明顯的改變趨勢(shì)，均向著親水性轉(zhuǎn)變，細(xì)胞實(shí)驗(yàn)證實(shí)，注入銀離子的硅橡膠相比普通硅橡膠生物相容性也顯者提尚。
[0007]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種硅橡膠的抗菌性改性方法，該方法操作條件易控，操作步驟簡(jiǎn)單，所制得的硅橡膠具有較好的抗菌性能，并且其親水性和生物相容性也顯著得到改善。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0009]硅橡膠的抗菌性改性方法，將Ag離子采用離子注入法注入硅橡膠，得到抗菌性硅橡膠。
[0010]進(jìn)一步，所述的娃橡膠的抗菌性改性方法，所述Ag離子注入劑量為5X 10151ns/cm2-50 X 10151ns/cm2。
[0011]優(yōu)選的，所述Ag離子注入劑量為5X1015-20X10151ns/cm2。
[0012]更優(yōu)選的，所述Ag離子注入劑量為20X 10151ns/cm2。
[0013]進(jìn)一步，所述的硅橡膠的抗菌性改性方法，所述Ag離子的離子能量為lOkeV。
[0014]進(jìn)一步，所述的硅橡膠的抗菌性改性方法，所述離子注入法注入的條件為:束流密度不大于ImA/cm2，殘余氣壓不大于lX10_4Pa。
[0015]本發(fā)明還提供了由上述的改性方法得到的抗菌性硅橡膠。
[0016]本發(fā)明的有意效果:
[0017](I)本發(fā)明的硅橡膠的抗菌性改性方法，該方法操作條件易控，操作步驟簡(jiǎn)單，克服了現(xiàn)有表面改性技術(shù)中等離子體處理、接枝共聚、仿生涂層等存在的剝離、穩(wěn)定相差、操作工藝繁瑣等缺陷；(2)本發(fā)明的硅橡膠的抗菌性改性方法采用離子注入法，該方法能控制硅橡膠基材溫度，不影響硅橡膠材料本體的性質(zhì)，注入的銀離子可在材料表面形成微圖形結(jié)構(gòu)，與基體之間不會(huì)發(fā)生剝落，且所得到的硅橡膠采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)其不僅呈現(xiàn)出較好的抗菌性能，而且所得的硅橡膠的親疏水性也具有明顯的改變趨勢(shì)，均向著親水性轉(zhuǎn)變，細(xì)胞實(shí)驗(yàn)證實(shí)，注入銀離子的硅橡膠相比普通硅橡膠生物相容性顯著提高。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1實(shí)施例2中掃描電子顯微鏡檢測(cè)結(jié)果圖；
[0019]圖2實(shí)施例3中原子力顯微鏡檢測(cè)結(jié)果圖；
[0020]圖3實(shí)施例4中傅里葉紅外光譜檢測(cè)結(jié)果圖；
[0021]圖4實(shí)施例5中X光電子能譜檢測(cè)結(jié)果圖；
[0022]圖5實(shí)施例6中親疏水性檢測(cè)結(jié)果圖；
[0023]圖6實(shí)施例7中Zeta電位檢測(cè)結(jié)果圖；
[0024]圖7實(shí)施例8中抑菌效果(抑菌環(huán))檢測(cè)結(jié)果圖；
[0025]圖8實(shí)施例9中細(xì)菌粘附性檢測(cè)結(jié)果圖；
[0026]圖9實(shí)施例9中細(xì)菌掃描電子顯微鏡檢測(cè)結(jié)果圖；
[0027]圖10實(shí)施例10中各組硅橡膠的親疏水性檢測(cè)結(jié)果圖；
[0028]圖11實(shí)施例10中成骨細(xì)胞在各組硅橡膠上的細(xì)增殖情況檢測(cè)結(jié)果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]所舉實(shí)施例是為了更好地對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行說(shuō)明，但并不是本發(fā)明的內(nèi)容僅限于所舉實(shí)施例。所以熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)上述
【發(fā)明內(nèi)容】
對(duì)實(shí)施方案進(jìn)行非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整，仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0030]優(yōu)選實(shí)施例中未注明具體條件的實(shí)驗(yàn)方法，通常按照常規(guī)條件，或按照制造廠(chǎng)商所建議的條件進(jìn)行。本發(fā)明所用的試驗(yàn)材料，如無(wú)特殊說(shuō)明，均為市售購(gòu)買(mǎi)產(chǎn)品。
[0031]實(shí)施例1硅橡膠的抗菌性改性
[0032]以醫(yī)用硅橡膠為待處理材料，選用四組醫(yī)用硅橡膠，分別標(biāo)記為Agl-SR，Ag2_SR，Ag3-SR以及SR ;SR組是未注入離子的普通硅橡膠，其作為對(duì)照；Agl-SR，Ag2_SR以及Ag3_SR 組分別以離子劑量 5 X 10151ns/cm2、20 X 10151ns/cm2以及 50 X 10 151ns/cm2進(jìn)行離子注入，所述Ag離子的離子能量為lOkeV，離子注入過(guò)程中設(shè)置參數(shù)束流密度不大于ImA/cm2,殘余氣壓不大于I X 10_4Pa，處理完畢即得三組抗菌性硅橡膠。
[0033]實(shí)施例2抗菌性娃橡膠掃描電子顯微鏡檢測(cè)結(jié)果
[0034]將實(shí)施例1制備的Agl-SR、Ag2-SR和Ag3_SR組抗菌性硅橡膠及SR對(duì)照組硅橡膠分別在掃描電子顯微鏡下觀(guān)察分析，結(jié)果如圖1所示，由圖1可知，在10000倍放大倍數(shù)下，Agl-SR、Ag2-SR和Ag3-SR組抗菌性硅橡膠Ag離子注入后與對(duì)照組硅橡膠SR未見(jiàn)差異，說(shuō)明Ag離子注入后，對(duì)材料表面結(jié)構(gòu)的改變是更微觀(guān)尺度上。
[0035]實(shí)施例3抗菌性硅橡膠原子力顯微鏡檢測(cè)結(jié)果
[0036]將實(shí)施例1制備的Agl-SR、Ag2-SR和Ag3_SR組抗菌性硅橡膠及SR對(duì)照組硅橡膠分別進(jìn)行原子力顯微鏡檢測(cè)分析，結(jié)果如