Immobilized hyperbranched polyureas coatings with antibacterial performance

摘要

Biomedische implantaten, zoals in heup, knie en hartklep prothesen, spelen een steeds belangrijkere rol in de moderne gezondheidszorg. Het belangrijkst probleem bij het toepassen van implantaten is nog steeds de kans op een infectie. Chemische verankerde antibacteriële coatings zijn wellicht de meest belovende aanpak de oppervlakken van implantaten bacterievrij te houden. Wij hebben een coating ontwikkeld die ons daadwerkelijk in staat stelt om antibacteriële oppervlakken te vervaardigen. Deze coatings zijn gebaseerd op onze hypervertakte polyureas, waarop antibacteriële quaternaire ammonium verbindingen chemische verankert zijn. De hypervertakte basis coating werd aangebracht door AB2 monomeren te polymeriseren op het oppervlak. De B-groepen, die veelvuldig voorkomen in deze coating, stelde ons in staat om amino- of hydroxyl bevattende verbindingen, zoals polyoxazolines, Ethoquad C/25 en (gequaterniseerde) polyethyleenimine, hierop chemisch te hechten. De hypervertakte coating, waarop gequaterniseerde polyethyleenimines gegraft zijn, vertonen een hoge antibacteriële werking, enkel en alleen door het contact tussen het oppervlak en de bacteriën. Er worden dus geen (toxische) biocides afgegeven, zoals momenteel gebruikelijk is. Omdat het algemene mechanisme, dat geldt bij afgifte van biociden, hier niet meer van toepassing is hebben we een nieuw mechanisme voorgesteld voor geïmmobiliseerde quaternaire ammonium verbindingen. Hierin stellen we voor dat de sterke elektrostatisch aantrekkingskrachten de bacterie sterk deformeert waarbij tevens negatief geladen verbindingen uit het membraan weggetrokken worden, hetgeen uiteindelijk tot celdood leidt.