近年来，随着频繁使用生物医用材料，黏附在医疗器械或植入体生物材料表面的致病菌所引发的医源性感染问题成为全球范围内对患者健康威胁最大的隐患之一，严重危及社会公共卫生安全。为了改善抗菌涂层的持续杀菌功能，一些可以在外部光、温度、pH等刺激下切换杀菌和抗细菌粘附功能的表面也有所报道。这些表面可以有效地杀死接触的细菌并随后在外部刺激下释放污染物，但这类外部刺激很难在人体内部使用。因此，医疗器械表面的持续抗菌问题仍需进一步研究解决。设计有效方法构建具有抗菌功能的表面涂层，对于功能材料特别是生物医用材料的功能实现及应用具有重要的现实意义。
抗菌涂层按照作用机制主要分为：
• 接触式抗菌涂层
• 抗黏附抗菌涂层
• 智能抗菌涂层等
1接触式抗菌涂层
接触式抗菌涂层是研究最早的一类抗菌涂层。它通过将具有抗菌功能的有机分子直接固定到材料表面，基于分子间相互作用，当细菌或真菌接触材料后，表面抗菌分子采取化学机制杀灭病菌。
例如：将一些无机抗菌材料(如纳米银、纳米金属氧化物、纳米金、氧化石墨烯等)固定于材料表面，基于金属离子溶出化学机制、光催化作用或光热效应、物理插入式破坏等杀灭接触材料的病菌。
优点：
• 安全、高效。
不足：
• 物理机制杀灭病菌大多需要一定的激发条件，耗费能量。
• 细菌死尸容易集聚在材料表面而影响涂层抗菌性能的持续发挥。
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抗黏附抗菌涂层
抗黏附抗菌涂层可分为抗黏附抑菌涂层和抗黏附杀菌涂层。
抗黏附抑菌涂层是在材料表面构建抗细菌、真菌和蛋白质等生物分子黏附的功能涂层。抑菌涂层不使用传统杀菌剂或抗生素，直接通过对材料进行表面改性，改变材料的表面理化性质如粗糙度、亲疏水性、荷电性、传导性等，从而抑制病菌的黏附、聚集。
抗黏附杀菌涂层指的是同时具有抗细菌、真菌和蛋白质等生物分子黏附并外露或不断释放杀菌成分，具有抑菌、杀菌双重功效的功能涂层。该类涂层一般将抗菌剂通过物理螯合或者化学键合的方式直接载入各类材料抗黏附涂层中。抗菌剂通过物理吸附的方式存留于涂层孔隙或者聚合物层中，缓慢或者响应性释放而发挥抗菌作用。
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不足：
• 抗菌剂通过物理吸附方式固定极可能出现初期“爆发式释放”而后期缓慢少量释放的问题，难以实现杀菌剂的可控释放及感染的长期预防。
• 某些抗菌药物具有不稳定性、潜在毒性和耐药性等问题。而将抗菌剂以共价键形式固定在材料表面，虽然可以在局部持续发挥较强的抗菌作用，但共价连接极可能改变抗菌药物的抗菌性能。
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智能抗菌涂层
鉴于以上接触式抗菌涂层和抗黏附抗菌(抑菌和杀菌)涂层出现的问题，近年来研究人员有针对性地开发了新型智能抗菌涂层。
智能抗菌涂层实现了抗菌过程可控，在没有细菌接触时保持“生物惰性”，而在细菌黏附期能够“激活” 杀菌功能，释放抗菌剂，且可通过调节分子间作用及智能响应性实现抗菌剂的可控释放。这样就避免了大量重金属、抗生素等有毒成分的无规则大量流失而造成的环境污染及危害健康等问题。
优点：
• 智能抗菌涂层可以通过涂层分子的智能响应性(温度、pH、光、磁等)在杀灭细菌后能够及时清除表面残留的死细菌及碎片以保持涂层长效抗菌功能。此外，智能抗菌涂层往往具有多种杀菌机制，形成协同效应，以提高杀菌效率并降低细菌耐药性，实现对“超级细菌”的有效杀灭。
不足：
• 目前智能抗菌涂层主要基于物理、化学触发机制构建，在涂层功能实现的过程中，需要辅助设备或其他方法才能使抗菌物质得以有效释放实现抗菌功效，整体灵活性还比较低
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综上所述，高端医疗设备展Medtec China 2022了解到采用合适的表面改性手段在生物医用材料表面构建抗菌涂层是解决此类医源性感染问题的有效途径。开发具有优异的广谱高效抗菌性，无毒无害，无污染，不产生耐药性，持久、稳定的抗菌涂层以及普适性的表面抗菌涂层构建方法是未来亟待解决的难题。
来源： 春立正达