CN112295022A - 一种多巴胺-两性离子抗菌涂层及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚多巴胺‑两性离子抗菌涂层及其制备方法。本发明采用自由基聚合法，首先在高温条件下引发自由基反应，使含有双键的多巴胺单体和两性离子单体在含有少量交联剂的溶液中进行加聚反应，得到低交联的聚多巴胺‑两性离子共聚物，然后透析除去未反应的单体，随后在医用金属表面固化成膜，即可获得。上述方法制备的聚多巴胺‑两性离子抗菌涂层工艺简单、普适性强，具有优异的抗菌性能和生物相容性，同时在金属表面稳定持久，附着力强，这对于医疗器械和植入体材料的开发和应用都具有广阔的前景。

Description

一种多巴胺-两性离子抗菌涂层及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种耐磨耐冲刷且高效稳定的纳米抗菌涂层及其制备方法，属于医用抗菌涂层材料技术领域。
背景技术
在生物医学和生物应用材料领域，微生物在医疗手术用具或是可植入器械表面的附着将会导致严重的交叉感染甚至是长期的疾病，这会大大增加手术实施的难度并对患者造成极大的伤害。
两性离子是同一分子上同时带有正负两种电荷，且总电荷量为零的偶极离子。两性离子中的阴离子基团会在其涂层表面形成一层水膜，阻碍细菌的粘附，而阳离子基团可以对细菌的细胞膜产生静电击穿作用，杀死细菌。两性离子由于其独特的结构和高效的抗菌性能，在医用抗菌涂层材料领域受到了越来越多的关注。然而，虽然两性离子涂层相比于传统的释放类毒杀式抗菌涂层在抗菌效果的持久性上已经得到了极大的提高，但由于其与固体材料表面的附着力不足，在实际应用中，难以在医用金属基底上稳定附着。
多巴胺是从海洋贻贝中分离出来的一种具有强黏附性能的蛋白质，其丰富的酚羟基基团可以有效地改善涂层材料和固体基底表面的附着力，并且多巴胺具有优秀的生物相容性和可降解性，满足医用抗菌材料技术领域的要求以及产品多元化的特点。基于多巴胺的这些特性，可以将多巴胺单体功能化后，与两性离子单体进行自由基聚合反应，得到低交联网状结构的聚多巴胺-两性离子的抗菌涂层，该新型涂层在具有优异抗菌性能的两性离子聚合物涂层的基础上，引入了强粘附剂多巴胺单元，并且多巴胺单元的引入赋予了该新型涂层与固体材料表面良好的附着力的同时，没有对其本身优异的抗菌性能造成影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种多巴胺-两性离子抗菌涂层及制备方法，该方法制备流程简单，工艺参数设置灵活，基体材料可选择范围广。该种耐磨耐冲刷抗菌涂层的优异抗菌性主要来源于两性离子的阴阳离子基团，而其耐磨耐冲刷和优秀的附着力主要来源于多巴胺中丰富的酚羟基。
一种聚多巴胺-两性离子抗菌涂层，其特征在于，涂层具有碳主链和包含多种功能基团的侧链交织成的低交联三维立体网状结构；涂层中的两性离子单元同时具备优异的杀菌性能和较好的抗粘附性能，且不会释放耗损，抗菌功能全面且抗菌效果持久。
进一步地，该涂层利用两性离子单体可功能化的特点，引入多巴胺单元，提高了两性离子聚合物涂层机械性能的同时，没有对其优异的抗菌性能造成影响。
3、如权利要求1所述的聚多巴胺-两性离子抗菌涂层，其特征在于，所述两性离子单体为甲基丙稀酰乙基磺基甜菜碱、羧基甜菜碱甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱和羧基甜菜碱丙烯酰胺。
进一步地，所述涂层所用基底材料是生物医用不锈钢、钛合金、镁合金。
进一步地，所述涂层的厚度为20-200nm。
一种如上所述的聚多巴胺-两性离子抗菌涂层的制备方法，其特征在于，包括步骤如下：
(1)通过自由基聚合的方法，制备得到低交联网状结构的聚多巴胺-两性离子共聚物；
(2)通过渗透膜渗析的方法，提纯聚多巴胺-两性离子共聚物；
(3)通过滴落涂布法，在预处理过的医用金属表面干燥成膜。
进一步地，步骤(1)中所述自由基聚合制备共聚物的方法为：将两性离子和多巴胺单体以摩尔比9：1，8：2和6：4的比例配置成溶液，往溶液中添加占单体总量的摩尔比为8％-16％的交联剂，质量比为6％-12％的自由基引发剂和0.5％-1.0％的催化剂，反应温度为30℃-50℃，反应时间为24h-48h，震荡速度为20-50rpm，最后将反应容器放入4℃的冰水中5min以停止反应。
进一步地，步骤(2)中利用渗透膜渗析提纯聚多巴胺-两性离子共聚物的方法为：将反应后的溶液置于3500-12000道尔顿的渗透膜中，搅拌渗析72h-168h后取出。
进一步地，步骤(3)中在医用金属表面干燥成膜的方法为：将渗析后的溶液用真空冷冻干燥机处理，随后，将干燥后的共聚物配置成水溶液滴于医用金属表面，最后，将医用金属放置于烘箱中进行固化成膜，即可得到聚多巴胺-两性离子的抗菌涂层；金属处理步骤：用金属表面用1500#的砂纸打磨并用乙醇超声10min，滴涂的共聚物溶液浓度为10-100mg/ml，冷冻干燥处理时间为24h-72h，烘箱温度为40℃-80℃。
有益效果：与现有技术相比，本发明具备如下的有益效果：
利用了两性离子中阴阳离子基团的协同抗菌作用，将杀菌和阻碍细菌粘附两大抗菌功能合二为一，杀菌效果优异，并且在两性离子聚合物中引入多巴胺单元后，涂层与基板的附着力有了显著的提高，且具有耐磨耐冲刷的性能。同时，这种聚多巴胺-两性离子抗菌涂层制备流程简单，工艺参数设置灵活，基体材料可选择范围广，生物相容性较好，且两性离子不会释放到环境中去，该环境友好型的抗菌涂层具有广阔的应用前景。
附图说明
图1a为实施例1中聚多巴胺-两性离子抗菌涂层的X射线光电子能谱(XPS)分析全谱图；图1b为实施例1中制备的新型耐磨耐冲刷抗菌涂层氮元素XPS谱图。
图2a为实施例2中用能谱仪表征原始涂层中碳，氮，硫三种元素的分布情况。图2b为实施例2中用能谱仪表征制备的聚多巴胺-两性离子抗菌涂层被磨损后碳，氮，硫三种元素的分布情况。图2c为实施例2中用能谱仪表征制备的聚多巴胺-两性离子抗菌涂层被冲刷后碳，氮，硫三种元素的分布情况。
图3a为实施例3中用荧光共聚焦显微镜表征基底的细菌分布情况，图3b为实施例3中用荧光共聚焦显微镜表征制备的聚多巴胺-两性离子抗菌涂层的抗菌效果图。
图4a为实施例3中用荧光共聚焦显微镜表征抗菌涂层被磨损后的抗菌效果图，图4b为实施例3中用荧光共聚焦显微镜表征抗菌涂层被冲刷后的菌效果图。
具体实施方式
为更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。
本发明公开了一种在多种医用金属表面制备聚多巴胺-两性离子的抗菌涂层的方法。对多巴胺进行功能化改性后，利用自由基聚合的方法，在两性离子聚合物中引入多巴胺单元，反应结束后，用渗析膜提纯，然后将共聚物溶液用滴落涂布法在不同的基底上干燥成膜，即可获得。上述制备方法简单易行，基材选择灵活，抗菌效果高效持久，生物相容性较好且对环境友好，在医疗器械和新型植入体开发领域具有重要的应用价值。
下面结合附图1～4和实施例对本发明予以具体说明。但本发明的实施方式不限于此。
实施例1：
1.将2.23g甲基丙稀酰乙基磺基甜菜碱，0.45g可功能化的3-甲基丙烯酰多巴胺(摩尔比为8：2)和100ml去离子水加入到250ml的圆底烧瓶中，超声5min至固体完全溶解。
2.向圆底烧瓶中加入交联剂0.18g的N,N-亚甲基双丙烯酰胺，引发剂0.27g过硫酸铵，催化剂20μL四甲基乙二胺，震荡均匀。
3.向圆底烧瓶中通入高纯氮气，并在氮气保护的环境下反应，反应温度为37℃，反应时间为24h，通氮气除氧时间为20min。
4.将圆底烧瓶放入4℃的冰水中以停止反应，之后将停止反应后的溶液转移到7000道尔顿的渗析膜中，搅拌渗析72h，最后将渗析后的溶液放入冷冻干燥机中干燥，干燥时间为24h，冷冻干燥机的温度为-50℃，真空度为20pa。
5.将干燥后的固态共聚物配成浓度为20mg/ml的水溶液，滴在钛合金表面，放入烘箱中成膜。钛合金尺寸为10mm×10mm×3mm，用砂纸打磨至1500#，并用丙酮，乙醇，超纯水顺序超声清洗并晾干。烘箱温度为40℃，成膜时间为12h，成膜溶液为1ml。
图1a为实施例1中聚多巴胺-两性离子抗菌涂层的X射线光电子能谱分析全谱图；图1b为实施例1中制备的新型耐磨耐冲刷抗菌涂层氮元素特征谱图。从图1a可以清楚的看到涂层有很明显的碳，氧，氮，硫四种元素的特征峰，从图1b可以明显的看到氮的特征峰中存在N+特征峰和NH特征峰，并且这两个特征峰基团分别存在于两性离子甲基丙稀酰乙基磺基甜菜碱和3-甲基丙烯酰多巴胺之中。结合图1a和图1b可以说明，新型耐磨耐冲刷抗菌涂层成功的在两性离子涂层的基础上引入了多巴胺单元。
实施例2：
1.将1.35g羧酸甜菜碱甲基丙烯酸甲酯，0.90g可功能化的3-甲基丙烯酰多巴胺(摩尔比为6：4)和100ml去离子水加入到250ml的圆底烧瓶中，超声5min至固体完全溶解。
2.向圆底烧瓶中加入交联剂0.24g的N,N-亚甲基双丙烯酰胺，引发剂0.23g过硫酸铵，催化剂20μL四甲基乙二胺，震荡均匀。
3.向圆底烧瓶中通入高纯氮气，并在氮气保护的环境下反应，反应温度为37℃，反应时间为24h，通氮气除氧时间为20min。
4.将圆底烧瓶放入4℃的冰水中以停止反应，之后将停止反应后的溶液转移到12000道尔顿的渗析膜中，搅拌渗析72h，最后将渗析后的溶液放入冷冻干燥机中干燥，干燥时间为24h，冷冻干燥机的温度为-50℃，真空度为20pa。
5.将干燥后的固态共聚物配成浓度为60mg/ml的水溶液，滴在316L不锈钢表面，放入烘箱中成膜。不锈钢尺寸为10mm×10mm×3mm，用砂纸打磨至1500#，并用丙酮，乙醇，超纯水顺序超声清洗并晾干。烘箱温度为60℃，成膜时间为12h，成膜溶液为1ml。
6.模拟磨损环境和冲刷环境对完全干燥固化了的聚多巴胺-两性离子抗菌涂层进行表征。其中，模拟磨损环境的具体方法为：用600#3M胶带以每次50N的力，沿45°角对涂层撕拉20次；模拟冲刷环境的具体方法为：用40KHz的超声波在水介质中对涂层超声震荡40min。
图2a为实例2中用能谱仪表征原始涂层中碳，氮，硫三种元素的分布情况。图2b为实施例2中用能谱仪表征制备的聚多巴胺-两性离子抗菌涂层被磨损后这三种元素的分布情况。图2c为实施例2中用能谱仪表征制备的聚多巴胺-两性离子抗菌涂层被冲刷后这三种元素的分布情况。从中可以看出，受到磨损破坏和冲刷破坏后两性离子新型抗菌涂层相较于原始涂层，碳，氮，硫三种元素的分布情况并没有发生较大的变化，多巴胺中丰富的酚羟基基团与316L基板中的Fe元素发生螯合作用，赋予了涂层优秀的耐磨耐冲刷性能和附着力，大大提高了涂层的稳定性和持久性。
实施例3：
1.将2.66g 2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱，0.23g可功能化的可功能化的3-甲基丙烯酰多巴胺(摩尔比为9：1)和100ml去离子水加入到250ml的圆底烧瓶中，超声5min至固体完全溶解。
2.向圆底烧瓶中加入交联剂0.12g的N,N-亚甲基双丙烯酰胺，引发剂0.29g过硫酸铵，催化剂20μL四甲基乙二胺，震荡均匀。
3.向圆底烧瓶中通入高纯氮气，并在氮气保护的环境下反应，反应温度为37℃，反应时间为24h，通氮气除氧时间为20min。
4.将圆底烧瓶放入4℃的冰水中以停止反应，之后将停止反应后的溶液转移到3500道尔顿的渗析膜中，搅拌渗析72h，最后将渗析后的溶液放入冷冻干燥机中干燥，干燥时间为24h，冷冻干燥机的温度为-50℃，真空度为20pa。
5.将干燥后的固态共聚物配成浓度为100mg/ml的水溶液，滴在镁合金表面，放入烘箱中成膜。不锈钢尺寸为10mm×10mm×3mm，用砂纸打磨至1500#，并用丙酮，乙醇，超纯水顺序超声清洗并晾干。烘箱温度为80℃，成膜时间为12h，成膜溶液为1ml。
6.模拟磨损环境和冲刷环境对完全干燥固化了的聚多巴胺-两性离子抗菌涂层进行表征。其中，模拟磨损环境的具体方法为：用600#3M胶带以每次50N的力，沿45°角对涂层撕拉20次；模拟冲刷环境的具体方法为：用40KHz的超声波在水介质中对涂层超声震荡40min。
图3a为实施例3中用荧光共聚焦显微镜表征基底的细菌分布情况，图3b为实施例3中用荧光共聚焦显微镜表征制备的聚多巴胺-两性离子抗菌涂层的抗菌效果图。由于两性离子中的阳离子具有优异的杀菌性能，细菌在涂层表面的存活率较低，同时两性离子中的阴离子使涂层表面形成了一层水膜，进一步阻碍了细菌的粘附，从而实现了两性离子优异的杀菌-抗粘附协同抗菌作用，有效抑制了涂层表面细菌的数量，大大降低的医疗器械和植入体被细菌感染的可能性。图4a为实施例3中用荧光共聚焦显微镜表征抗菌涂层被磨损后的抗菌效果图，图4b为实施例3中用荧光共聚焦显微镜表征抗菌涂层被冲刷后的菌效果图。被磨损和冲刷后的聚多巴胺-两性离子抗菌涂层的抗菌性能没有明显的减弱，再次证明了这种新型抗菌涂层具有优异的耐磨耐冲刷性能。

Claims (9)

1.一种聚多巴胺-两性离子抗菌涂层，其特征在于，涂层具有碳主链和包含多种功能基团的侧链交织成的低交联三维立体网状结构；涂层中的两性离子单元同时具备优异的杀菌性能和较好的抗粘附性能，且不会释放耗损，抗菌功能全面且抗菌效果持久。
2.如权利要求1所述的聚多巴胺-两性离子抗菌涂层，其特征在于，涂层利用两性离子单体可功能化的特点，引入多巴胺单元，提高了两性离子聚合物涂层机械性能的同时，没有对其优异的抗菌性能造成影响。
3.如权利要求1所述的聚多巴胺-两性离子抗菌涂层，其特征在于，所述两性离子单体为甲基丙稀酰乙基磺基甜菜碱、羧基甜菜碱甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱和羧基甜菜碱丙烯酰胺。
4.如权利要求1所述的聚多巴胺-两性离子抗菌涂层，其特征在于涂层所用基底材料是生物医用不锈钢、钛合金、镁合金。
5.如权利要求1所述的聚多巴胺-两性离子抗菌涂层，其特征在于，涂层的厚度为20-200nm。
6.一种如权利要求1-5所述的聚多巴胺-两性离子抗菌涂层的制备方法，其特征在于，包括步骤如下：
(1)通过自由基聚合的方法，制备得到低交联网状结构的聚多巴胺-两性离子共聚物；
(2)通过渗透膜渗析的方法，提纯聚多巴胺-两性离子共聚物；
(3)通过滴落涂布法，在预处理过的医用金属表面干燥成膜。
7.如权利要求6所述的聚多巴胺-两性离子抗菌涂层的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述自由基聚合制备共聚物的方法为：将两性离子和多巴胺单体以摩尔比9：1，8：2和6：4的比例配置成溶液，往溶液中添加占单体总量的摩尔比为8％-16％的交联剂，质量比为6％-12％的自由基引发剂和0.5％-1.0％的催化剂，反应温度为30℃-50℃，反应时间为24h-48h，震荡速度为20-50rpm，最后将反应容器放入4℃的冰水中5min以停止反应。
8.如权利要求6所述的聚多巴胺-两性离子抗菌涂层的制备方法，其特征在于，步骤(2)中利用渗透膜渗析提纯聚多巴胺-两性离子共聚物的方法为：将反应后的溶液置于3500-12000道尔顿的渗透膜中，搅拌渗析72h-168h后取出。
9.如权利要求6所述的聚多巴胺-两性离子抗菌涂层的制备方法，其特征在于，步骤(3)中在医用金属表面干燥成膜的方法为：将渗析后的溶液用真空冷冻干燥机处理，随后，将干燥后的共聚物配置成水溶液滴于医用金属表面，最后，将医用金属放置于烘箱中进行固化成膜，即可得到聚多巴胺-两性离子的抗菌涂层；金属处理步骤：用金属表面用1500#的砂纸打磨并用乙醇超声10min，滴涂的共聚物溶液浓度为10-100mg/ml，冷冻干燥处理时间为24h-72h，烘箱温度为40℃-80℃。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114507474A (zh) * 2022-01-19 2022-05-17 浙江跃维新材料科技有限公司 一种防雾剂
CN116370723A (zh) * 2023-04-03 2023-07-04 大连理工大学 一种在金属密网支架表面构建磷酰胆碱涂层的方法

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104073114A (zh) * 2013-03-29 2014-10-01 中国科学院兰州化学物理研究所 一种具有防海洋生物污染功能表面材料的制备方法
WO2015160218A1 (ko) * 2014-04-17 2015-10-22 서울대학교산학협력단 가교된 폴리포스포릴콜린으로 코팅된 체내 삽입용 보형물
CN105979978A (zh) * 2013-12-30 2016-09-28 波士顿科学国际有限公司 功能化的光滑医疗器械涂层
CN106750462A (zh) * 2016-12-19 2017-05-31 大连理工大学 一种多巴胺及其衍生物聚合并交联固化的表面改性方法
CN107987578A (zh) * 2017-12-08 2018-05-04 山东交通学院 一种具有防污杀菌功能的表面涂层产品的制备方法
CN108047860A (zh) * 2017-12-08 2018-05-18 山东交通学院 一种具有防污自净功能的表面涂层产品的制备方法
US20180147326A1 (en) * 2015-05-26 2018-05-31 The University Of British Columbia Antifouling Polymeric Coating Compositions
CN108371728A (zh) * 2018-03-09 2018-08-07 西南交通大学 一种用于组织修复的仿贻贝接触抗菌水凝胶的制备方法
CN109666107A (zh) * 2017-10-16 2019-04-23 天津大学 儿茶酚修饰的聚乙二醇-3-甲基丙烯酰多巴胺超支化聚合物及其制备方法
CN110054732A (zh) * 2019-05-15 2019-07-26 中山大学 表面涂层聚合物、其制备方法及应用
CN110655817A (zh) * 2019-10-17 2020-01-07 四川大学 一种稳定性增强的长效抗菌性多功能涂层及其制备与应用
CN110724426A (zh) * 2019-10-29 2020-01-24 江南大学 一种羧酸甜菜碱两性离子型复合抗菌功能涂层材料及其制备方法和应用
CN110845666A (zh) * 2019-11-07 2020-02-28 北京美中双和医疗器械股份有限公司 官能化的亲水聚合物、包含其的亲水涂层溶液和医用导管
US20200222594A1 (en) * 2016-10-03 2020-07-16 Microvention, Inc. Surface coatings
CN111675789A (zh) * 2020-06-15 2020-09-18 暨南大学 一种聚多巴胺-肝素/季铵盐/聚丙烯酰胺水凝胶及制备

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104073114A (zh) * 2013-03-29 2014-10-01 中国科学院兰州化学物理研究所 一种具有防海洋生物污染功能表面材料的制备方法
CN105979978A (zh) * 2013-12-30 2016-09-28 波士顿科学国际有限公司 功能化的光滑医疗器械涂层
WO2015160218A1 (ko) * 2014-04-17 2015-10-22 서울대학교산학협력단 가교된 폴리포스포릴콜린으로 코팅된 체내 삽입용 보형물
US20180147326A1 (en) * 2015-05-26 2018-05-31 The University Of British Columbia Antifouling Polymeric Coating Compositions
US20200222594A1 (en) * 2016-10-03 2020-07-16 Microvention, Inc. Surface coatings
CN106750462A (zh) * 2016-12-19 2017-05-31 大连理工大学 一种多巴胺及其衍生物聚合并交联固化的表面改性方法
CN109666107A (zh) * 2017-10-16 2019-04-23 天津大学 儿茶酚修饰的聚乙二醇-3-甲基丙烯酰多巴胺超支化聚合物及其制备方法
CN108047860A (zh) * 2017-12-08 2018-05-18 山东交通学院 一种具有防污自净功能的表面涂层产品的制备方法
CN107987578A (zh) * 2017-12-08 2018-05-04 山东交通学院 一种具有防污杀菌功能的表面涂层产品的制备方法
CN108371728A (zh) * 2018-03-09 2018-08-07 西南交通大学 一种用于组织修复的仿贻贝接触抗菌水凝胶的制备方法
CN110054732A (zh) * 2019-05-15 2019-07-26 中山大学 表面涂层聚合物、其制备方法及应用
CN110655817A (zh) * 2019-10-17 2020-01-07 四川大学 一种稳定性增强的长效抗菌性多功能涂层及其制备与应用
CN110724426A (zh) * 2019-10-29 2020-01-24 江南大学 一种羧酸甜菜碱两性离子型复合抗菌功能涂层材料及其制备方法和应用
CN110845666A (zh) * 2019-11-07 2020-02-28 北京美中双和医疗器械股份有限公司 官能化的亲水聚合物、包含其的亲水涂层溶液和医用导管
CN111675789A (zh) * 2020-06-15 2020-09-18 暨南大学 一种聚多巴胺-肝素/季铵盐/聚丙烯酰胺水凝胶及制备

Non-Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
B. L. WANG等: "Bio-inspired terpolymers containing dopamine, cations and MPC: a versatile platform to construct a recycle antibacterial and antifouling surface", 《JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY B》 *
CHAO ZHANG等: "Dopamine-Triggered One-Step Polymerization and Codeposition of Acrylate Monomers for Functional Coatings", 《APPLIED MATERIALS & INTERFACES》 *
GIAN VINCENTDIZON等: "Bio-inert interfaces via biomimetic anchoring of a zwitterionic copolymer on versatile substrates", 《JOURNAL OF COLLOID AND INTERFACE SCIENCE》 *
SIZHE LIU等: "Bioinspired Surface Functionalization of Titanium Alloy for Enhanced Lubrication and Bacterial Resistance", 《LANGMUIR》 *
YANG JINGZHI等: "Mechanically durable antibacterial nanocoatings based on zwitterionic copolymers containing dopamine segments", 《JOURNAL OF MATERIALS SCIENCE & TECHNOLOGY》 *
李正军等编著: "《皮革涂饰剂与整饰技术》", 30 July 2002, 北京：化学工业出版社 *
王曦梓等: "医用聚电解质润滑涂层", 《清华大学学报（自然科学版）》 *
郑晓宇等主编: "《油田化学品》", 31 January 2001, 北京：化学工业出版社 *
郭智仁等: "仿生防污涂料的研究进展", 《现代化工》 *
高晶等编著: "《UV上光工艺及技术200问》", 31 January 2012, 北京：印刷工业出版社 *
龚伟等: "多巴胺端基聚磺基甜菜碱的表面改性及其表面抗蛋白吸附性能", 《华东理工大学学报（自然科学版）》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114507474A (zh) * 2022-01-19 2022-05-17 浙江跃维新材料科技有限公司 一种防雾剂
CN116370723A (zh) * 2023-04-03 2023-07-04 大连理工大学 一种在金属密网支架表面构建磷酰胆碱涂层的方法
CN116370723B (zh) * 2023-04-03 2024-03-22 大连理工大学 一种在金属密网支架表面构建磷酰胆碱涂层的方法

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