细菌等微生物在材料表面粘附并繁殖生长会形成生物膜,生物膜的形成会造成疾病感染、环境污染等一系列问题。近年来,生物膜对人类造成的影响与危害越来越严重。因此,正确认识材料表面与细菌之间的相互作用关系,防止细菌生物膜的形成是全球关注的重要课题,也是目前科学研究的前沿和热点。现有的抗菌材料主要通过固定或释放杀菌物质实现抗菌,有一定的局限性,新型高效的抗菌材料及抗菌策略是目前研究者关注的重点。在抗菌研究领域,利用材料表面分子手性实现抗菌的研究还较少。因此,对聚合物的表面手性立体化学结构与材料表面抗菌性能关系进行研究,对于开发新型抗菌高分子材料、优化材料抗菌性能具有重要的现实意义。龙脑作为一种天然手性药物分子,具有多种手性立体化学结构。本文以三种不同手性的龙脑分子为原料,通过酯化反应合成丙烯酸龙脑酯单体(BAs),进而通过聚合反应合成含手性龙脑的高分子聚合物—聚丙烯酸龙脑酯(PBAs),通过GC-MS、1H-NMR、GPC、CD及CA等一系列表征方法,证明目标产物合成成功。采用“越狱”实验、菌液共培养、光密度(OD)及平板计数法等方法测定该新型高分子材料的抗菌性能,同时对材料的细胞毒性、生物相容性等问题进行研究。进一步地,将丙烯酸异龙脑酯单体(IBA)和甲基丙烯酸甲酯坼体(MMA)按不同的比例混合,经聚合反应制备得到高分子共聚物,并研究它们的抗菌粘附性能。主要研究成果如下：1.本文成功合成了不同手性的PBAs新型高分子聚合物。2.PBAs聚合物材料具有广谱抗菌性,对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌及毛霉菌具有较强的抑制粘附作用,抑菌时间可达5天。3.聚丙烯酸左龙脑酯(PLBA)与聚丙烯酸异龙脑酯(PIBA)比聚丙烯酸右龙脑酯(PDBA)显示出更好的抗菌活性。4.PBAs聚合物具有良好的稳定性、生物相容性、无毒性等特点,可作为抗菌材料用于包括医学、食品、卫生、及环保等领域,发展潜力巨大。5.对于共聚物材料体系,随着IBA单体含量的增加,共聚物材料的抗菌活性有所提高；其中IBA单体的添加量达到50%时,共聚物材料的抗菌性能接近PIBA的抗菌性能,对大肠杆菌、枯草芽孢杆菌具有较强的抑制粘附作用。因此,新型共聚物材料能改善聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的抗菌性能,这对PMMA材料在临床医学等领域的抗菌应用具有重要意义。研究结果表明,龙脑基抗菌高分子材料的抗菌机理是：PBA拥有较为复杂的双环单萜结构,具有三个手性中心,其主要通过表面手性立体化学结构影响细菌识别材料表面过程,阻止细菌粘附。从生物的角度来看,细菌不倾向于粘附在具有此种立体化学结构的材料表面。这种立体化学抗粘机制具有普适性,是一种新的抗菌策略。