本發(fā)明涉及生物材料，特別涉及一種鎵銅合金修飾的超疏水sebs膜的制備方法。

背景技術(shù)：

1、探索替代的非抗生素方法和多種綜合性抗菌策略來(lái)有效地對(duì)抗細(xì)菌耐藥性至關(guān)重要。

2、自然界中的超疏水抗菌表面可分為抗細(xì)菌粘附和殺菌?？辜?xì)菌粘附通過(guò)超疏水表面抑制細(xì)菌附著，殺菌特性指其表面的微/納米結(jié)構(gòu)可刺穿或拉伸細(xì)菌細(xì)胞從而對(duì)其殺滅。自然界中許多生物都展現(xiàn)出良好的防污抗菌表面特性，如荷葉表面、蜻蜓翅膀、蜥蜴皮膚等。這些天然表面激發(fā)了研究人員設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)具有疏液性、抗菌表面材料的靈感。因此，結(jié)合材料表面超疏水結(jié)構(gòu)特性構(gòu)建自清潔抗菌表面逐漸成為解決細(xì)菌感染的研究重點(diǎn)。

3、金屬離子作為抗菌劑在抗菌領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)引起了人們的廣泛關(guān)注。銅離子具有高效的抗菌特性，并且已被用于一系列應(yīng)用數(shù)千年。值得注意的是，液態(tài)金屬（主要是鎵和鎵基合金），作為一種新型抗菌材料，由于其高流動(dòng)性、優(yōu)異的導(dǎo)熱性、低細(xì)胞毒性和生物相容性，越來(lái)越多的應(yīng)用在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，如藥物遞送，神經(jīng)連接和腫瘤治療。之前的研究已經(jīng)證明了ga對(duì)多種病原體表現(xiàn)出適度的抗菌活性，ga3+具有獨(dú)特的作用機(jī)制，可以破壞細(xì)菌鐵代謝，從而降低細(xì)菌耐藥性的發(fā)展，使其成為傳統(tǒng)抗生素的潛在替代品，以實(shí)現(xiàn)有效的滅菌。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明目的：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種鎵銅合金修飾的超疏水sebs膜的制備方法，將液態(tài)金屬(galm)顆粒作為銅的載體，通過(guò)在超疏水sebs膜上修飾鎵銅合金，賦予該膜穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的同時(shí)，使其具備高效殺菌和抑制細(xì)菌粘附的雙重功能，具有較為廣闊的應(yīng)用前景。

2、技術(shù)方案：本發(fā)明提供了一種鎵銅合金修飾的超疏水sebs膜的制備方法，包括以下步驟：

3、步驟一、制備超疏水sebs膜；

4、步驟二、將液態(tài)金屬加入到分散劑中，超聲，得鎵顆粒懸浮液；接著將所述超疏水sebs膜置于所述鎵顆粒懸浮液中浸泡，烘干，得鎵涂層修飾的sebs膜；所述液態(tài)金屬為鎵、鎵銦合金或鎵銦錫合金中的任意一種；

5、步驟三、將鎵涂層修飾的sebs膜置于銅離子溶液中浸泡后取出，清洗、干燥，得鎵銅合金修飾的超疏水sebs膜。

6、進(jìn)一步地，步驟一中，所述超疏水sebs膜的具體制備方法為：

7、s1.?將sebs粉末溶解于良溶劑中，接著加入不良溶劑混合，攪拌，得混合溶液；

8、s2.?將混合溶液涂覆于基底材料表面，待良溶劑揮發(fā)后，將膜置于醇溶液中超聲，干燥，得超疏水sebs膜。

9、進(jìn)一步地，s1中，所述良溶劑為甲苯、二甲苯或環(huán)己烷中的任意一種；

10、s1中，所述不良溶劑為環(huán)己醇、正癸醇或二甘醇的任意一種；

11、s2中，所述醇溶液為乙醇、正丁醇或丙醇的任意一種。

12、進(jìn)一步地，s1中，所述sebs粉末與良溶劑的質(zhì)量體積比為10∶1-1∶10；

13、s1中，所述良溶劑與不良溶劑的體積比為1∶3-10∶3。

14、優(yōu)選地，s1中，所述攪拌的具體條件為：攪拌溫度為20-35℃，攪拌轉(zhuǎn)速為100-400r/min，攪拌時(shí)間為1-4h；

15、s2中，所述揮發(fā)的具體條件為：揮發(fā)溫度為20-35℃，揮發(fā)時(shí)間為3-24?h；

16、s2中，所述超聲的具體條件為：超聲溫度為20-35℃，超聲時(shí)間為10-30min；

17、s2中，所述干燥的具體條件為：干燥溫度為30-40℃，干燥時(shí)間為12-48h。

18、進(jìn)一步地，步驟二中，所述鎵顆粒懸浮液的濃度為0.1％-1％。

19、進(jìn)一步地，步驟二中，所述分散劑為無(wú)水乙醇、超純水或無(wú)水乙醇與超純水1:1的混合溶液中的任意一種。

20、進(jìn)一步地，步驟三中，所述銅離子溶液為氯化銅溶液、硫酸銅溶液或硝酸銅溶液中的任意一種，所述銅離子溶液的濃度為0.1-1?m。

21、優(yōu)選地，步驟三中，所述浸泡的時(shí)間為1-12?h。

22、優(yōu)選地，步驟三中，所述干燥的具體條件為：干燥溫度為50-75℃，干燥時(shí)間為3-6h。

23、本發(fā)明制備的鎵銅合金修飾的超疏水sebs膜的合成思路和原理如下：

24、銅離子雖然具有高效的抗菌特性，但是其細(xì)胞毒性較高且對(duì)sebs膜的粘附性較低。根據(jù)mott-cabrera理論，電子轉(zhuǎn)移會(huì)使得金屬在表面自發(fā)形成一層約3?nm厚的天然氧化物。由于氧化層很薄，作為電子供體的液態(tài)金屬和作為電子受體的cu2+之間的標(biāo)準(zhǔn)還原電位存在顯著差異。因此，受標(biāo)準(zhǔn)還原電位相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)氫電極的影響，galm氧化物表面會(huì)發(fā)生熱力學(xué)自發(fā)反應(yīng)，銅粒子與氧化物表面形成牢固的金屬鍵，從而導(dǎo)致cu晶體形成并附著在galm氧化物表面。所以，本發(fā)明創(chuàng)造性地利用被氧化層包裹的鎵顆粒優(yōu)異的粘附能力，將其作為cu和超疏水sebs膜之間的粘附層，并在galm氧化物表面形成銅微米晶體。一方面，銅微米晶體的形成顯著減輕了銅毒性，改善了生物相容性，減輕炎癥；另一方面，被氧化層包裹的鎵顆粒優(yōu)異的粘附能力，可實(shí)現(xiàn)cu和超疏水sebs膜之間的穩(wěn)固結(jié)合；另外，ga3+對(duì)多種細(xì)菌也存在一定的抗菌效果，ga3+與cu2+對(duì)超疏水sebs膜的雙層修飾，實(shí)現(xiàn)了ga3+和cu2+的協(xié)同抗菌作用；而超疏水結(jié)構(gòu)sebs膜的構(gòu)建也可以防止或限制細(xì)菌與sebs膜表面的接觸，進(jìn)一步阻止細(xì)菌生物膜的形成，達(dá)到減少細(xì)菌粘附的目的。因此，本發(fā)明制備的鎵銅合金修飾的超疏水sebs膜，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)異的抗菌性能和生物相容性。

25、有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明制備的鎵銅合金修飾的超疏水sebs膜，通過(guò)在超疏水sebs膜上修飾鎵銅合金，將液態(tài)金屬(galm)顆粒作為銅的載體，利用電替換工藝將cu2+轉(zhuǎn)化為cu晶體的同時(shí)，以被氧化層包裹的ga顆粒作為cu和超疏水sebs膜之間的粘附層。本發(fā)明方法簡(jiǎn)單易行，工藝簡(jiǎn)單，充分利用超疏水表面結(jié)構(gòu)、電流置換反應(yīng)工藝的制備優(yōu)勢(shì)，制備的鎵銅合金修飾的超疏水sebs膜結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，具備高效殺菌和抑制細(xì)菌粘附的雙重功能，且不易產(chǎn)生細(xì)菌耐藥性，對(duì)改善醫(yī)用生物材料抗菌性能，避免細(xì)菌感染及患者的健康有著至關(guān)重要的影響，具有較為廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)特征：

1.一種鎵銅合金修飾的超疏水sebs膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎵銅合金修飾的超疏水sebs膜的制備方法，其特征在于：步驟一中，所述超疏水sebs膜的具體制備方法為：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鎵銅合金修飾的超疏水sebs膜的制備方法，其特征在于：s1中，所述良溶劑為甲苯、二甲苯或環(huán)己烷中的任意一種；

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鎵銅合金修飾的超疏水sebs膜的制備方法，其特征在于：s1中，所述sebs粉末與良溶劑的質(zhì)量體積比為10∶1-1∶10；

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鎵銅合金修飾的超疏水sebs膜的制備方法，其特征在于：s1中，所述攪拌的具體條件為：攪拌溫度為20-35℃，攪拌轉(zhuǎn)速為100-400?r/min，攪拌時(shí)間為1-4h；

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎵銅合金修飾的超疏水sebs膜的制備方法，其特征在于：步驟二中，所述鎵顆粒懸浮液的濃度為0.1％-1％。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎵銅合金修飾的超疏水sebs膜的制備方法，其特征在于：步驟二中，所述分散劑為無(wú)水乙醇、超純水或無(wú)水乙醇與超純水1:1的混合溶液中的任意一種。

8.?根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎵銅合金修飾的超疏水sebs膜的制備方法，其特征在于：步驟三中，所述銅離子溶液為氯化銅溶液、硫酸銅溶液或硝酸銅溶液中的任意一種，所述銅離子溶液的濃度為0.1-1?m。

9.?根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎵銅合金修飾的超疏水sebs膜的制備方法，其特征在于：步驟三中，所述浸泡的時(shí)間為1-12?h。

10.?根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎵銅合金修飾的超疏水sebs膜的制備方法，其特征在于：步驟三中，所述干燥的具體條件為：干燥溫度為50-75℃，干燥時(shí)間為3-6?h。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及生物材料技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種鎵銅合金修飾的超疏水SEBS膜的制備方法，具體步驟為：步驟一、制備超疏水SEBS膜；步驟二、將液態(tài)金屬加入到分散劑中，超聲，得鎵顆粒懸浮液；接著將所述超疏水SEBS膜置于所述鎵顆粒懸浮液中浸泡，烘干，得鎵涂層修飾的SEBS膜；所述液態(tài)金屬為鎵、鎵銦合金或鎵銦錫合金中的任意一種；步驟三、將鎵涂層修飾的SEBS膜置于銅離子溶液中浸泡后取出，清洗、干燥，得鎵銅合金修飾的超疏水SEBS膜。本發(fā)明將液態(tài)金屬(GaLM)顆粒作為銅的載體，通過(guò)在超疏水SEBS膜上修飾鎵銅合金，賦予該膜穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的同時(shí)，使其具備高效殺菌和抑制細(xì)菌粘附的雙重功能，具有較為廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)研發(fā)人員：馬思斯,葉瑋,李瑩,孫靜,柳森,張超,劉靜靜
受保護(hù)的技術(shù)使用者：淮陰工學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6