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 近年來，隨著頻繁使用生物醫(yī)用材料，黏附在醫(yī)療器械或植入體生物材料表面的致病菌所引發(fā)的醫(yī)源性感染問題成為全球范圍內(nèi)對患者健康威脅最大的隱患之一，嚴重危及社會公共衛(wèi)生安全。因此，設(shè)計有效方法構(gòu)建具有抗菌功能的表面涂層，對于功能材料特別是生物醫(yī)用材料的功能實現(xiàn)及應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實意義。 

抗菌涂層按照作用機制主要分為：

接觸式抗菌涂層

抗黏附抗菌涂層

智能抗菌涂層等

接觸式抗菌涂層

接觸式抗菌涂層是研究最早的一類抗菌涂層。它通過將具有抗菌功能的有機分子直接固定到材料表面，基于分子間相互作用，當(dāng)細菌或真菌接觸材料后，表面抗菌分子采取化學(xué)機制殺滅病菌。

例如：將一些無機抗菌材料(如納米銀、納米金屬氧化物、納米金、氧化石墨烯等)固定于材料表面，基于金屬離子溶出化學(xué)機制、光催化作用或光熱效應(yīng)、物理插入式破壞等殺滅接觸材料的病菌。

優(yōu)點：

安全、高效。

不足：

物理機制殺滅病菌大多需要一定的激發(fā)條件，耗費能量。

細菌死尸容易集聚在材料表面而影響涂層抗菌性能的持續(xù)發(fā)揮。

抗黏附抗菌涂層

抗黏附抗菌涂層可分為抗黏附抑菌涂層和抗黏附殺菌涂層。

抗黏附抑菌涂層是在材料表面構(gòu)建抗細菌、真菌和蛋白質(zhì)等生物分子黏附的功能涂層。抑菌涂層不使用傳統(tǒng)殺菌劑或抗生素，直接通過對材料進行表面改性，改變材料的表面理化性質(zhì)如粗糙度、親疏水性、荷電性、傳導(dǎo)性等，從而抑制病菌的黏附、聚集。

抗黏附殺菌涂層指的是同時具有抗細菌、真菌和蛋白質(zhì)等生物分子黏附并外露或不斷釋放殺菌成分，具有抑菌、殺菌雙重功效的功能涂層。該類涂層一般將抗菌劑通過物理螯合或者化學(xué)鍵合的方式直接載入各類材料抗黏附涂層中。抗菌劑通過物理吸附的方式存留于涂層孔隙或者聚合物層中，緩慢或者響應(yīng)性釋放而發(fā)揮抗菌作用。

不足：

抗菌劑通過物理吸附方式固定極可能出現(xiàn)初期“爆發(fā)式釋放”而后期緩慢少量釋放的問題，難以實現(xiàn)殺菌劑的可控釋放及感染的長期預(yù)防。某些抗菌藥物具有不穩(wěn)定性、潛在毒性和耐藥性等問題。而將抗菌劑以共價鍵形式固定在材料表面，雖然可以在局部持續(xù)發(fā)揮較強的抗菌作用，但共價連接極可能改變抗菌藥物的抗菌性能。

智能抗菌涂層

鑒于以上接觸式抗菌涂層和抗黏附抗菌(抑菌和殺菌)涂層出現(xiàn)的問題，近年來研究人員有針對性地開發(fā)了新型智能抗菌涂層。 

智能抗菌涂層實現(xiàn)了抗菌過程可控，在沒有細菌接觸時保持“生物惰性”，而在細菌黏附期能夠“激活” 殺菌功能，釋放抗菌劑，且可通過調(diào)節(jié)分子間作用及智能響應(yīng)性實現(xiàn)抗菌劑的可控釋放。這樣就避免了大量重金屬、抗生素等有毒成分的無規(guī)則大量流失而造成的環(huán)境污染及危害健康等問題。

優(yōu)點：

智能抗菌涂層可以通過涂層分子的智能響應(yīng)性(溫度、pH、光、磁等)在殺滅細菌后能夠及時清除表面殘留的死細菌及碎片以保持涂層長效抗菌功能。此外，智能抗菌涂層往往具有多種殺菌機制，形成協(xié)同效應(yīng)，以提高殺菌效率并降低細菌耐藥性，實現(xiàn)對“超級細菌”的有效殺滅。

不足：

目前智能抗菌涂層主要基于物理、化學(xué)觸發(fā)機制構(gòu)建，在涂層功能實現(xiàn)的過程中，需要輔助設(shè)備或其他方法才能使抗菌物質(zhì)得以有效釋放實現(xiàn)抗菌功效，整體靈活性還比較低

綜上所述，采用合適的表面改性手段在生物醫(yī)用材料表面構(gòu)建抗菌涂層是解決此類醫(yī)源性感染問題的有效途徑。開發(fā)具有優(yōu)異的廣譜高效抗菌性，無毒無害，無污染，不產(chǎn)生耐藥性，持久、穩(wěn)定的抗菌涂層以及普適性的表面抗菌涂層構(gòu)建方法是未來亟待解決的難題。