一种医用材料及其制备方法和应用

本发明属于医用材料表面工程与免疫调控生物材料的交叉，具体涉及一种医用材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、医用植入体及医用器械材料，如骨科植入体、导管以及其他用于组织修复、功能重建的医用材料，在临床诊疗中得到广泛应用。然而，随着此类医用材料使用频率和留置时间的不断增加，其相关感染风险也呈现出持续上升的趋势。

2、近年来，研究人员逐渐开始关注通过调控宿主免疫系统实现抗感染防护的免疫治疗策略。与直接依赖抗生素的方式相比，免疫治疗能够通过激活机体自身免疫应答实现广谱抗菌，不易诱导细菌耐药性，并有望在感染控制后形成持续的免疫防护效果，从而降低感染复发风险。现有研究提出了多种具有免疫增强潜力的抗菌材料表面方案，例如cn115252905a的仿生材料包括基底a和涂覆层b，基底a表面为与蝉翼表面高度类似的纳米柱状结构，表现为顶端直径小于底端直径的圆台形状，涂覆层b涂覆于基底a的柱状结构表面，为光敏粒子涂层。但这类方法难以实现充分破坏和抗原释放，导致免疫应答强度有限、持续时间不足，难以形成稳定有效的免疫防护效果。因此，如何对医用材料进行改进以实现免疫杀菌，形成持久的系统性免疫记忆成为本领域亟待解决的技术难题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种医用材料及其制备方法和应用。本发明提供的医用材料能够实现免疫杀菌，形成持久的系统性免疫记忆。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种医用材料，包括具有纳米级拓扑结构的基底和设置于所述纳米级拓扑结构上的抗菌肽功能层；

4、所述拓扑结构为刺状结构和柱状结构中的至少一种。

5、优选地，所述基底的材质包括无机材料和高分子材料中的至少一种；

6、所述无机材料包括钛、钛合金、不锈钢、镁、镁合金、二氧化钛、氧化锌、氧化铝、羟基磷灰石、磷酸钙、生物活性玻璃、石墨烯、氧化石墨烯和碳纳米管中的一种；

7、所述高分子材料包括聚醚醚酮、聚碳酸酯、超高分子量聚乙烯、聚四氟乙烯、膨体聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯、聚丙烯、聚乙二醇、聚羟乙基甲基丙烯酸酯、聚吡咯和聚二甲基硅氧烷中的一种。

8、优选地，所述刺状结构的直径为40~350nm，高度为1.0~4.5μm，相邻刺状结构的间距为40~100nm。

9、优选地，所述柱状结构的直径为100~300nm，高度为300~900nm，相邻柱状结构的间距为450~600nm。

10、优选地，所述抗菌肽功能层的厚度为60~120nm.

11、优选地，所述抗菌肽功能层中抗菌肽的质量含量为0.25~1.2mg/cm2。

12、优选地，所述抗菌肽功能层中的抗菌肽包括α-螺旋结构抗菌肽、β-折叠结构抗菌肽和环状抗菌肽中的至少一种。

13、本发明还提供了上述技术方案所述医用材料的制备方法，包括：

14、在基底表面制备抗菌肽功能层，得到医用材料。

15、优选地，所述制备抗菌肽功能层的方法包括金属有机框架的原位包覆组装、共沉积或表面诱导结晶。

16、本发明还提供了上述技术方案所述医用材料在制备用于预防或治疗医用材料相关感染的医用产品中的应用。

17、本发明提供了一种医用材料，包括具有纳米级拓扑结构的基底和设置于所述纳米级拓扑结构上的抗菌肽功能层；所述拓扑结构为刺状结构和柱状结构中的至少一种。本发明拓扑结构与抗菌肽的协同作用，其中，纳米级拓扑结构能够对表面黏附细菌的外膜进行物理撕裂以及杀灭，同时释放出一定量的细菌抗原；抗菌肽功能层能够进一步增强对细菌细胞膜裂解能力，并扩大内源性抗原的释放量，从而实现彻底杀菌并激活宿主免疫杀菌效应，建立长期的免疫防线以抵御重复的细菌感染。

1.一种医用材料，包括具有纳米级拓扑结构的基底和设置于所述纳米级拓扑结构上的抗菌肽功能层；

2.根据权利要求1所述的医用材料，其特征在于，所述基底的材质包括无机材料和高分子材料中的至少一种；

3.根据权利要求1所述的医用材料，其特征在于，所述刺状结构的直径为40~350nm，高度为1.0~4.5μm，相邻刺状结构的间距为40~100nm。

4.根据权利要求1所述的医用材料，其特征在于，所述柱状结构的直径为100~300nm，高度为300~900nm，相邻柱状结构的间距为450~600nm。

5.根据权利要求1所述的医用材料，其特征在于，所述抗菌肽功能层的厚度为60~120nm。

6.根据权利要求1所述的医用材料，其特征在于，所述抗菌肽功能层中抗菌肽的含量为0.25~1.2mg/cm2。

7.根据权利要求1所述的医用材料，其特征在于，所述抗菌肽功能层中的抗菌肽包括α-螺旋结构抗菌肽、β-折叠结构抗菌肽和环状抗菌肽中的至少一种。

8.权利要求1~7任意一项所述医用材料的制备方法，包括：

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述制备抗菌肽功能层的方法包括金属有机框架的原位包覆组装、共沉积或表面诱导结晶。

10.权利要求1~7任意一项所述医用材料在制备用于预防或治疗医用材料相关感染的医用产品中的应用。