基于聚合物刷修饰的高效抗生物粘附表面及界面吸附的力谱研究

基本信息
批准号:21674084
项目类别:面上项目
资助金额:65.00
负责人:刘传军
学科分类:
依托单位:武汉大学
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:谭磊,赵丹,唐招文,张晓红,肖建云,张弮
关键词:
抗蛋白吸附聚合物刷抗生物粘附基于原子力显微镜的力谱抗菌表面
结项摘要

Biofouling caused by proteins adsorption and bacterial adhesion creates challenges in biomedical materials. Fabricating the anti-protein adsorption and antibacterial materials to reduce biofouling on the surface is an key issue in the application of biomaterials. In this project, we focus on the surface modification to reduce the biofouling using polymer brush, and investigate the adsorption force when the protein and bacterial adhering onto the surface with AFM-based force spectroscopy. To endow the surface with better performance of reducing the biofouing, we intend to introduce the fluoride segment with lower surface energy and bactericide to the hydrophilic polymer brush exhibiting the resistance to adhesion. At the same time we will utilize the phase separation of the block copolymer brush at interface to generate the heterogeneous nanometer-sized domain with similar size of the protein, and investigate the adsorption behavior of the protein with different size systematically on the surface at molecular level. Through the systematical investigation of the adsorption on the surface with different surface properties tuned precisely, we intend to correlate the interaction at molecular level and its adsorption behavior. These findings can shed new insight on the adsorption process of protein and bacterial on surface, and guide the designing and preparation of the surface to reduce biofouling more efficiently. It also could promote the development of physical chemistry of polymer at interface.

蛋白质吸附和细菌粘附所导致的生物污染是生物医用材料领域面临的一大挑战,研究和制备高效抗生物粘附的表面以减少生物污染是该领域的重要课题。本项目致力于利用聚合物刷修饰以制备高效抗生物粘附表面,利用基于原子力显微镜的力谱方法研究粘附过程的吸附力。拟在具有良好抗粘附性能的聚合物刷表面,引入低表面能的含氟链和杀菌活性成分,达到具有长期高效抗生物粘附功能的表面。同时将嵌段高分子微相分离引入到界面聚合物刷,通过含氟嵌段共聚物刷在界面的的受限相分离,实现与蛋白质分子大小在同一尺度的纳米微区界面性质的调控。在此基础上,系统研究纳米级微区界面性质及材料表面粘弹性对蛋白质等吸附过程的影响。通过表面性质的调控,总结吸附作用规律,建立分子尺度吸附相互作用与宏观吸附行为的联系。这些问题的解决,为设计和制备更加高效的抗生物粘附表面提供指导,对发展高分子界面科学具有有重要的学术意义。

项目摘要

蛋白质吸附和细菌粘附所导致的生物污染是生物医用材料领域面临的一大挑战,研究和制备高效抗生物粘附的表面以减少生物污染是该领域的重要课题。本项目致力于利用聚合物刷修饰以制备高效抗生物粘附表面:合成了系列亲水/含氟链段聚合物刷修饰的表面,通过调节含氟嵌段聚合物刷中亲水/含氟链段长度比例和引发剂密度的控制,探索了两嵌段共聚物在基底表面发生微相分离的条件,并评估了这些聚合物刷修饰表面的抗蛋白吸附性能。通过将杀菌活性成分引入到具有抗粘附性能的表面,并集成具有主动捕获细菌功能的结构基元,制备了长期稳定的高效抗菌性能表面。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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