具有抗菌和防污活性的多功能仿生贻贝超支化聚合物涂层

近年来,由细菌入侵和生物膜形成引起的与感染相关的植入物失效已对人类健康产生严重威胁。为了有效解决这些问题,植入物界面的功能修饰被认为是抑制其植入后细菌感染的有效策略。然而,修改过程仍然面临程序复杂,功能单一和成本高昂等局限性。超支化聚合物作为一种独特的聚合物界面修饰平台,因其合成路线简单、官能团丰富而成为研究的热点。

四川大学李建树教授课题组使用三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)和庆大霉素(GEN)作为支化剂和封端剂,经聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)和多巴胺(DOPA)进行迈克尔加成反应,精心设计并合成了贻贝-仿生超支化聚合物涂层(TXPDG)。通过调节反应物的摩尔比,成功获得了一系列支化度(BD)和GEN含量可控的TXPDG涂料,并通过便捷的浸没工艺将其用于多种基质的界面改性。邻苯二酚助剂在分子结构中的普遍粘附性。由于GEN末端基团的存在,在基材表面上牢固形成的T20PDG涂层对革兰氏阴性大肠杆菌和革兰氏阳性金黄色葡萄球菌均表现出优异的抗菌性能,。

此外,BSA蛋白吸附评估结果证实,这些TXPDG聚合物涂层还显示出显着的防污性能,使植入物表面具有异质性,可防止严重的刺激反应。更重要的是,TXPDG聚合物涂层具有出色的生物相容性,对MC3T3-E1细胞的扩散和增殖没有负面影响。总的来说,李建树教授课题组的这项工作不仅描述了多功能超支化聚合物的设计和合成策略,而且还揭示了功能超支化聚合物涂层在植入物界面修饰上的潜在应用价值。

图1具有综合抗菌和防污活性的超支化聚合物涂层的制备示意图

参考文献:Huilin Xu, YusoHuilin Xu, Yusong Cai, Xing Chu, Hetao Chu, Jianshu Li, Dongyue Zhangng, A mussel-bioinspired multi-functional hyperbranched polymeric coating with integrated antibacterial and antifouling activities for implant interface modification, Polymer Chemistry, 2021, 12,3413.

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