高分子抗菌材料：设计、合成和应用

本书共分六章。第1章对高分子抗菌材料的研究背景、设计以及合成策略进行了简单介绍；第2章至第4章分别详细介绍了有机无机杂化体系高分子抗菌表面、抗菌防污高分子亲水表面、生物启发含龙脑糖基聚合物抗菌黏附表面等的制备与性能表征；第5章和第6章分别介绍了基于化学和物理交联的多功能水凝胶和基于糖基聚合物的多功能抗菌水凝胶材料，及其作为抗菌敷料在炎症伤口治疗中的应用。
全书理论联系实际，对材料尤其是高分子材料专业科研人员、高校师生；相关企业产品研发人员具有较好的参考价值。

细菌是人们日常生活中会经常接触到的微生物。病原菌在人们正常生活中的传播不仅危害了人们的健康，也会使一些医用材料遭到严重破坏。医疗器械、医用防护涂层、食品包装与储存，以及纺织品等领域的病原性细菌感染已经成为影响人类健康的公共卫生问题。每年有数百万患者的生命和健康受到细菌性疾病的威胁。近年来，抗生素耐药性的迅速发展使细菌感染治疗变得更加复杂。抗生素耐药基因已经在许多常见的致病菌株中传播，这使得现有的很多抗生素失去效果。此外，生物膜的形成进一步复杂化了使用传统抗生素治疗感染的情况。微生物可以在无生物表面以及有生物表面上形成生物膜，通常导致慢性感染。因此，迫切需要开发新的抗微生物材料和治疗方法对抗细菌感染，其作用机制与现有抗生素不同。高分子抗菌材料，由于其与生物分子之间非共价相互作用的灵活性和可调节性，能够预防细菌感染并减轻细菌毒力，已成为一类非常有前途的抗菌剂。
本书共分六章。第1章对高分子抗菌材料的研究背景、设计以及合成策略进行了简单介绍；第2章至第4章分别详细介绍了有机-无机杂化体系高分子抗菌表面、抗菌防污高分子亲水表面、生物启发含龙脑糖基聚合物抗菌黏附表面等的制备与性能表征；第5章和第6章分别介绍了基于化学和物理交联的多功能水凝胶和基于糖基聚合物的多功能抗菌水凝胶材料，及其作为抗菌敷料在炎症伤口治疗中的应用。
由于编写时间有限，加之水平所限，书中定有不妥或不完善之处，敬请广大同行专家批评指正，以便将来再版时加以改进。

著者

第1章高分子抗菌材料的研究背景、意义，设计与合成策略1
1.1高分子抗菌材料的研究背景和意义1
1.2高分子抗菌材料的设计与合成策略3
1.2.1抗菌单元直接聚合3
1.2.2抗菌单元与聚合单体共聚4
1.2.3有机金属配位聚合物的合成7
1.2.4对材料进行抗菌改性9
1.3高分子抗菌材料发挥作用的模式11
1.3.1杀菌型材料12
1.3.2抗黏附型材料16
1.3.3智能响应型材料21
1.3.4温度响应型材料22
1.3.5pH响应型材料24
1.3.6光响应型材料26
1.4常见高分子抗菌材料类型27
1.4.1抗菌涂层27
1.4.2抗菌水凝胶29
1.4.3抗菌纤维材料31
1.5高分子抗菌材料的主要应用领域32
1.5.1医疗器械与医用产品32
1.5.2食品包装与处理33
1.5.3纺织品领域34

第2章有机-无机杂化体系高分子抗菌表面35
2.1引言35
2.2实验部分37
2.2.1龙脑基丙烯酸酯（BA）单体的制备37
2.2.2聚合物P（MMA-KH570）的制备38
2.2.3聚合物P(MMA-KH570-BA)的制备39
2.2.4杂化硅溶胶溶液的制备40
2.2.5有机-无机杂化涂层的制备41
2.2.6杂化表面的机械性能表征41
2.2.7有机-无机杂化涂层的抗菌性能测试42
2.2.8杂化涂层的生物安全性表征44
2.3实验结果和讨论46
2.3.1单体BA的结构表征46
2.3.2聚合物MKB-0的结构表征48
2.3.3聚合物P(MMA-KH570-BA)的结构表征49
2.3.4有机-无机杂化涂层的表面性能51
2.3.5有机-无机杂化涂层的机械性能57
2.3.6有机-无机杂化涂层的抗菌性能59
2.3.7有机-无机杂化涂层的生物安全性62
2.4总结64

第3章抗菌防污高分子亲水表面66
3.1引言66
3.2实验部分67
3.2.1单体4-（甲基丙烯酰氧基）苯甲醛（FPMA）的制备67
3.2.2单体4-氰基戊酸二硫代苯甲酸酯（CTP）的合成过程68
3.2.3聚合物P（MPC-FPMA-BA）的制备70
3.2.4聚合物涂层的制备72
3.2.5涂层的防污性能表征73
3.2.6聚合物涂层的抗菌性能表征74
3.2.7聚合物涂层的细胞毒性表征75
3.3实验结果和讨论77
3.3.1单体FPMA的结构表征77
3.3.2单体CTP的结构表征78
3.3.3聚合物P（MPC-FPMA-BA）的结构表征79
3.3.4聚合物涂层的表面性质83
3.3.5聚合物涂层的抗菌防污性能87
3.3.6聚合物涂层的生物相容性91
3.4总结92

第4章生物启发含龙脑-糖基聚合物抗菌黏附表面94
4.1引言94
4.2实验部分96
4.2.1聚合物(LAEMA-co-GMA-co-BA)的合成96
4.2.2聚合物抗菌黏附表面的制备97
4.2.3表面的抗菌活性与细胞毒性98
4.3实验结果和讨论99
4.3.1聚合物P（LAEMA-co-GMA-co-BA）的表征99
4.3.2聚合物涂层的表面性质102
4.3.3聚合物涂层的抗菌黏附性105
4.3.4聚合物涂层的生物相容性109
4.4总结110

第5章基于化学和物理交联的多功能水凝胶112
5.1引言112
5.2实验部分115
5.2.1聚合物(DMA-st-META-st-LAEMA)的制备115
5.2.2聚合物（MPC-st-UPyHEMA-st-MABBO）的制备116
5.2.3水凝胶的制备与表征117
5.2.4水凝胶的pH和糖响应行为118
5.2.5水凝胶的抗菌活性测试118
5.2.6水凝胶的生物相容性评价119
5.3实验结果和讨论121
5.3.1聚合物的结构表征121
5.3.2水凝胶的性能表征124
5.3.3水凝胶的响应性130
5.3.4水凝胶的抗菌活性132
5.3.5水凝胶的细胞毒性与3D细胞封装133
5.4总结135

第6章基于糖基聚合物的多功能抗菌水凝胶材料136
6.1引言136
6.2实验部分139
6.2.1聚合物(MPC-DMA-LAEMA)的制备139
6.2.2水凝胶的制备与表征140
6.2.3水凝胶的抗菌性能表征142
6.2.4水凝胶的细胞相容性评估143
6.2.5水凝胶的溶血试验144
6.2.6水凝胶的体内伤口愈合145
6.3实验结果和讨论146
6.3.1PMDL/硼砂/Ag NPs水凝胶的表征146
6.3.2水凝胶的自愈性、可注射性、可塑性和黏附性149
6.3.3水凝胶的抗菌活性154
6.3.4水凝胶的细胞相容性和血液相容性156
6.3.5水凝胶的体内伤口愈合评价158
6.4总结160

参考文献162