两性离子聚合物材料杀菌/抗黏附功能自适应转化的设计策略

孙振龙^1,2，张桢焱^1,2，周容涛^1,2，闫顺杰^1,2，殷敬华^1,2

1. 威高集团有限公司医用植入器械国家工程实验室2. 威高集团有限公司山东省医用植入器械技术重点实验室

摘 要：两性离子聚合物结构中同时存在阴离子基团和阳离子基团,具有高度的水化能力和良好的生物相容性,被广泛应用于抗污、药物载体、污水净化以及抗凝血材料等领域。基于两性离子聚合物开发智能转化型聚合物,目前已成为智能响应抗菌的重要研究方向之一,其核心是在两性离子聚合物上引入响应型基团,使聚合物在感知外界条件刺激后发生自适应转变,从而在"阳离子态"与"两性离子态"间按需切换。相比于传统的阳离子类抗菌聚合物,智能转化型两性离子聚合物抗菌材料主要有以下两个优点:一是无细菌滋生时聚合物保持良好的生物相容性,不会对正常组织细胞造成损伤,而发生细菌感染后聚合物在外界刺激下自适应调整为杀菌状态,甚至在完成杀菌后可通过调控关闭抗菌状态;二是将两性离子聚合物固定在基底材料表面后,可以防止细菌、蛋白和其他污染物在表面黏附,从而避免抗菌表面的抗菌效果降低甚至消失。本文综述了智能转化型两性离子聚合物抗菌材料的研究进展,阐述了构建外源性响应和内源性响应聚合物抗菌材料的主要策略,探讨了智能抗菌材料在阳离子态和两性离子态之间转换的机理,并介绍了智能转化型两性离子抗菌剂在抗菌材料领域的应用,最后对两性离子聚合物抗菌材料的未来发展进行了展望。

关键词：阳离子抗菌聚合物;两性离子聚合物;刺激响应;自适应转化;智能抗菌材料;