植入性医疗器械在现代临床中应用非常广泛,但在应用过程中普遍存在细菌感染的问题。表面改性是有效提高植入器械的抗菌性能的方法之一。抗菌多肽是一种具有抗菌活性的小分子肽类化合物,一般由9-50个氨基酸组成,带有正电荷并含有多数疏水性氨基酸残基而呈现疏水性,具有广谱高效抗菌性和不易产生耐药性等特点。但部分抗菌多肽在体内应用时存在有效性和酶解稳定性问题,本课题针对这两个问题利用可控的原子转移自由基聚合(ATRP)和点击化学(click chemestry)将聚磺基甜菜碱(polySBMA)以及抗菌多肽接枝到表面,提高抗菌多肽的在表面应用的有效性和稳定性。对多肽的N端进行修饰是提高抗菌多肽有效性的方法之一。本课题选用HHC36作用研究对象,对HHC36的N端进行修饰,引入L-炔丙基甘氨酸,在引入点击反应官能团--炔基的同时,提高其盐溶液中的耐盐性。结果显示修饰前的抗菌多肽HHC36(AMP)对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的MIC100均分别为6μM和8μM,而Pra HHC36(PraAMP)则相应提高2μM,但生物活性稳定更高,在PBS溶液里仍然能保持较好的抗菌性能。两种多肽即使在0.5 MIC下仍然能显著影响细菌的生长,但对小鼠间充质干细胞表现出一定的细胞毒性。利用SI-ATRP技术在Si表面引入聚磺酸基甜菜碱,再通过一价铜离子催化的CUAAC点击反应将抗菌多肽固定到表面上,解决传统接枝方法使多肽失活的问题,并研究多肽在表面的盐稳定性和抗酶解能力。Biotin-avidin系统检验表明在表面结合ATRP和点击化学的可行性;Si表面在接枝polySBMA和Pra AMP后,XPS结果显示表面C 1s和N 1s分峰均出现多肽内肽键对应的分峰,并出现SBMA的N+,表明polySBMA和Pra AMP成功接枝于模型表面,并且实验组固定的抗菌多肽量少于对照组的。水接触角、AFM也提供了该结果相关的辅助证明。对照组和实验组表面抗菌性能均达到99%以上,同时结合了polySBMA的实验组表现出更好的抗酶解性能,在1 mg/ml胰蛋白酶下5分钟后实验组的抗菌率仍然达到84.80%,对照组的抗菌率只有31.58%;Pra AMP在接枝到表面后对小鼠间充质干细胞并未表面出明显的毒性。本课题还探索了抗菌多肽在溶液中和在表面的杀菌机理。核酸类物质的泄漏表明,抗菌多肽是通过破坏细菌细胞膜,使其细菌胞体内容物流失致死,而SEM、TEM等结果能直观地观察到细胞膜上的孔洞以及细菌内容物的流失。荧光泄漏实验表明AMP在溶液中抗菌多肽对大肠杆菌细胞膜形成的孔洞大于9 nm而小于23 nm。