摘要: 静脉留置导管、中心静脉导管等医用导管在临床广泛应用，目前多使用聚四氟乙烯、硅橡胶、聚氨酯等医用高分子材料作为静脉导管原材料。由于这些导管材料本身不具备防污抗菌性能，长期的置管使用过程中，细菌感染是此类留置导管面临的较大难题。虽然关... 展开 静脉留置导管、中心静脉导管等医用导管在临床广泛应用，目前多使用聚四氟乙烯、硅橡胶、聚氨酯等医用高分子材料作为静脉导管原材料。由于这些导管材料本身不具备防污抗菌性能，长期的置管使用过程中，细菌感染是此类留置导管面临的较大难题。虽然关于医用导管抗菌性能的研究很多，但总体而言，现有的改性方法存在持续效果不佳、加工过程复杂等问题，临床上仍然缺乏抗菌性能持续性好且使用便利的抗菌留置导管；同时更缺乏一种加工简便、抗菌性能持久且成本低廉的工程实现方法。 本研究围绕聚氨酯导管加工的基本科学原理，基于加工过程中聚氨酯自发的相分离的热力学特点，研究并合成用于导管加工的大分子丙烯酸酯-聚氨酯-丙烯酸酯三嵌段型抗菌功能分子，通过优化丙烯酸酯分子链的分子结构，增强抗菌分子的表面迁移富集效率；同时利用热力学稳定的聚氨酯硬段结构自发聚集并牢固结合的特性，将表面迁移富集的抗菌材料牢固锚定在导管基体表面。基于相关科学原理的技术实现方法简便有效地解决长效抗菌医用静脉导管加工涉及的多个难题，研究结果对解决临床上的医用导管的现实问题具有突出的实际意义。 本论文具体研究内容如下： （1）采用原子转移自由基聚合法(ATRP)和大分子扩链法，通过合成聚氨酯基的大分子引发剂引发单体聚合，以及二异氰酸根端基聚氨酯预聚物与端羟基的聚合物的扩链反应，合成出了具有不同PU分子链长度(优化嵌段聚合物表面锚定性能)，以及不同DMAEMA分子链长度(优化嵌段聚合物表面迁移及抗菌性能)的PDMAEMA-PU-PDMAEMA嵌段共聚物，并通过对相关嵌段聚合物的季铵化，实现嵌段聚合物的抗菌性能。抗菌实验结果表明，合成的嵌段聚合物季铵盐对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌都具有抗菌性能，对金黄色葡萄球菌的最低有效浓度低至31.25μg/mL，增加PDMAEMA链长、使用较长烷基链卤代烷合成季铵盐都会提升季铵盐的抗菌效果。 （2）通过溶液共混与溶剂挥发法制备了嵌段共聚物与聚氨酯的共混材料，对其进行表面季铵化以添加抗菌结构，研究季铵盐相关分子链在材料表面的分布情况及影响因素，验证共混材料的抗菌活性与生物相容性。原子力显微镜（AFM）、小角X射线散射（SAXS）和X射线光电子能谱仪（XPS）结果表明嵌段共聚物中的PDMAEMA分子链会迁移至材料表面，表面相分离尺寸从纳米级别增大至微米级别，且PDMAEMA分子链表面富集使表面N元素占比增大至内截面的3.3倍。抗菌结果表明季铵化材料表面通过接触杀菌方式实现高效杀菌性能，C12季铵化材料表面抗菌效果强于C6季铵化，增加共聚物中PDMAEMA分子链长度和促进微相分离有利于PDMAEMA向表面的迁移；细胞毒性与溶血实验结果表明所有共混材料都基本具备良好的细胞相容性和血液相容性。 （3）进一步进行了季铵盐与聚氨酯共混作为涂层的应用探究，制备得到10~20μm厚度范围的抗菌涂层。结果表明，季铵盐与聚氨酯的简单共混涂层发挥出较强的抗菌能力，PDMAEMA季铵盐分子链存在向表面迁移的可能性，大部分涂层在几天的水洗环境下能够稳定存在并且保持抗菌性能，这也避免了季铵盐浸出造成的一些损害。 收起