內窺鏡、口罩、護目鏡和其他醫療檢測設備在現代醫療中扮演著至關重要的角色,它們不僅用于診斷和治療,還確保醫護人員的安全。然而,在手術或醫療過程中,由于溫度或濕度的變化,鏡片表面容易凝結霧滴,這可能會導致嚴重的醫療事故。迄今為止,已經開發了多種涉及超親水性,超疏水性和兩親性表面的策略來減輕霧的影響。
除了霧化問題外,抗菌行為對于侵入式醫療檢測設備至關重要,有助于避免潛在病原體的交叉感染風險。為了解決這一問題,人們嘗試了多種方法來獲得同時具有防霧和抗菌性能的涂層,如功能聚合物接枝、納米抗菌顆粒摻雜和季銨化策略。盡管這些方法在一定程度上有效,但由于在實際使用中容易受到外部機械損傷,在醫療檢測設備上的應用仍然受到嚴重限制。因此,賦予醫療檢測設備表面自修復特性,以降低維護成本并延長設備使用壽命,變得尤為重要。目前,已經有多種自修復策略被廣泛研究,包括二硫交換反應、氫鍵、微膠囊、Diels-Alder反應、π-π堆疊以及主客體相互作用等。其中,主客體自修復策略因其效率高、選擇性強、無需外界刺激、多功能集成、適用于多種應用領域等特點而備受關注。大環分子環糊精(CD)具有外緣親水和內腔疏水的獨特結構,能夠選擇性識別和結合客體分子。當涂層表面被劃傷或損壞時,主客體大分子通過重新識別機制自動修復劃痕。然而,目前基于主客體自修復策略的具有防霧和抗菌性能的多功能涂層很少被報道。
以疏水-親水平衡共聚物為主鏈,主客體包合物(HGICs)為交聯劑制得SIPN涂層。 該涂層在-20°C~85°C范圍內具有良好的防霧性能,對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抗菌活性高達98%。該SIPN涂層在20s內自修復率超過92%,明顯優于傳統自修復系統。在不同溶液(PBS和pH值為4、7和9的水溶液)中浸泡1小時、經過1000次磨損和100次彎曲循環后,該涂層仍保持良好的防霧性能,表現出優異的穩定性。此外,該涂層表面對紅細胞和L929成纖維細胞還具有良好的生物相容性。因此,這種多功能涂層在醫療檢測設備領域具有廣闊的應用前景。
涂層制備示意圖 通過主客體相互作用制備具有防霧、抗菌和快速自修復性能SIPN涂層示意圖。
防霧試驗
抗菌機理
數據來源與出處 相關研究成果以“Surprisingly fast self-healing coatings with anti-fog and antimicrobial activities via host-guest interaction”為標題發表在《Journal of Colloid and Interface Science》上。
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