细菌在自然界中广泛存在。日常生活中人们经常接触的几乎所有物体表面均被各种细菌附着。细菌可以游离菌体和生物膜两种形式存在,细菌生物膜的形成在医疗卫生和公共设施领域给人类健康带来危害。术后感染是植入类手术的严重并发症;由于细菌在植入体表面形成生物膜,阻碍药物渗透,传统疗法往往疗效不佳且易产生毒副作用、耐药性等后果。公共场所中各种设施的表面易被细菌污染,是部分疾病传染传播的重要途径。因此,构建抗菌材料表面对人类健康具有重要意义。本论文构建了几种抗菌表面,并对其特征及抗菌性能进行了评价。论文第2章,构建了一种基于微球团聚嵌入式固定的抗菌表面用于骨植入体表面药物释放。采用乳液法分别制备壳聚糖微球和海藻酸钙微球,分别采用物理共混及浸渍吸附载药的方式将抗生素(庆大霉素、万古霉素)负载于微球中。将微球冻干粉铺散于钛片表面多孔钛层中,随后以水润湿微球,使微球膨胀并团聚为亚毫米尺寸的团聚体,从而固定于多孔钛层中。复合物样品浸于磷酸缓冲溶液(PBS)中振荡7 d后,依然有77-82%的微球留存于多孔钛层内。体外释放试验显示,复合物中抗生素在释放初期6 h内快速释放,随后减缓并持续释放超过1d。与表皮葡萄球菌共培养24 h后,含载药微球的复合物样品周围产生清晰抑菌圈,表明具有良好抗菌性能。本研究了选用具有不同特性的高分子载体材料(正或负电性)和抗生素(小或大分子量、带不同电荷);结果表明,这种基于微球团聚固定的方法可广泛适用于各种药物和材料,从而为抗菌骨植入体的开发提供一种通用的技术手段。论文第3章以聚乙烯醇(PVA)为乳化剂采用乳液法合成乳酸-乙醇酸共聚物(PLGA)微球,利用真空干燥的方式将其分别固定于羟基磷灰石(HA)、钛(Ti)及聚甲基丙稀酸甲酯(PMMA)表面。PBS中浸泡12d后,所有材料表面微球存留比例均>64%,表明微球可被稳定固定。将PLGA微球用硼酸钠溶液处理后再固定于三种材料表面并于PBS中浸泡12 d后发现,固定于HA及Ti表面的微球显著减少,而PMMA表面微球量仅略有降低。这些差异表明,PVA是微球在HA及Ti表面形成稳定固定的主要原因,而其他相互作用力对微球在PMMA表面的固定有重要贡献。本章分别制备了负载水溶性抗生素(庆大霉素)与油溶性抗生素(三氯生)的PLGA微球,并对其抗菌性能进行评价。与金黄色葡萄球菌及大肠杆菌共培养后发现,表面固定含抗生素微球的平片和多孔样品周围均形成抑菌圈。以上结果显示,真空干燥固定技术为构建抗感染骨科植入物提供了一种简单灵活的技术途径。论文第4章基于磷酸二氢铝在250 ℃的热固化反应,在不锈钢表面制备了含不同浓度铜(铜:铝摩尔比分别为1:40、1:20及1:10)的磷酸铝涂层。差示扫描量热分析表明,磷酸二氢铝的固化开始于110 ℃,于250 ℃以下完成。X射线衍射分析发现,固化产物主要包括AlH2P3O10·2H2O (三聚磷酸二氢铝)、AlPO4 (磷酸铝)和Al8H12(P2O7)9三种晶相,Cu2+加入后产生新相Cu2P2O7 (焦磷酸铜)。扫描电镜观察发现涂层中存在片状晶体,由其他无特定形貌的物质连接成平整连续涂层。能谱微区分析发现片状晶体主要含Al和P,Cu主要存在于无特定形貌特征区域中。与大肠杆菌及金黄色葡萄球菌共培养发现涂层抗菌效果与接触时间及涂层中铜含量成正相关。菌悬液中加入乙二胺四乙酸有效抑制了含铜涂层的抗菌活性,表明涂层抗菌性能来自其表面溶出的Cu2+。涂层于水中浸泡7 d后,抗菌能力有所减弱,但含铜浓度最高的涂层依然可杀死其表面所有细菌。动电位极化曲线分析表明涂层将不锈钢腐蚀电流密度降低2个数量级,表明涂层结构可增强不锈钢耐腐蚀强度。以上结果表明,含铜磷酸铝涂层是赋予公共场所不锈钢设施抗菌性能的可行手段。