具有抗菌功能的石墨烯基医用生物高分子材料的制备与研究

细菌在材料表面粘附、生长和形成细菌生物膜是造成以医用生物材料为中心的感染的根本原因。减少细菌在材料表面的吸附，杀灭材料表面的细菌是抑制细菌生物膜形成的主要方法。石墨烯是仅有一个碳原子厚度的新型二维碳材料，具有优异的抗菌性能和生物相容性。本项目拟利用石墨烯优异的抗菌性能和生物相容性及其良好的光学透明性质，在透明的薄片型高分子材料表面化学修饰一层纳米级的石墨烯层，使得到的石墨烯基高分子材料表面也具有优异的抗菌性能、生物相容性和良好的光学透明性，利用高分辨成像技术和分子生物学实验方法评价材料的抗菌功能和生物相容性，观察细菌在石墨烯基高分子材料表面的生物学现象，研究材料表面与细菌间的相互作用，探索材料抗菌功能的生物学机制，为抑制细菌生物膜的生长和解决生物材料感染提供一条新的思路。

在国家自然科学基金青年基金No.51102272的支持下，完成了“具有抗菌功能的石墨烯基医用生物高分子材料的制备与研究”的青年科学基金项目，成功设计并合成了多种功能化的石墨烯衍生物，实现了它们在多种不同高分子材料的表面的固定成膜，制备出系列石墨烯-高分子复合材料。现代微生物学和细胞生物学实验表明，其中一些石墨烯-高分子复合材料具有良好抗菌性能，能够有效抑制细菌生物膜的形成，其抗菌性能与功能化的石墨烯衍生物的物理和化学性质紧密相关，为抑制细菌生物膜的生长和解决生物材料感染提供一条新的思路，发表SCI学术论文七篇，并沿着这条学术思路，发展出具有抗菌功能的石墨烯棉布，在生物学和医学等领域具有潜在的经济价值。