一种人类头发黑素小体衍生物的制备方法及其在抗菌和组织修复中的应用技术

本发明专利技术公开了一种人类头发黑素小体衍生物(HHMs)制备方法，包括：步骤1预处理：将人类头发破碎清洗干燥；步骤2水热反应：将经过预处理的人类头发在NaOH溶液中进行水热反应；步骤3分离：将水热反应完成后得到的固体样品物料进行离心分离真空干燥，得到HHMs。一种人类头发黑素小体衍生物‑溶菌酶(HHMs‑Lyso)复合材料的制备方法：将制备的所述HHMs均匀分散至去离子水中，得到第一料液；将溶菌酶分散至去离子水中，得到第二料液；将所述第一料液与所述第二料液等体积混合，得到HHMs‑Lyso。通过这个方法制备的HHMs，通过负载Lyso可以高效杀死MRSA，同时HHMs能促进组织修复。

【技术实现步骤摘要】
一种人类头发黑素小体衍生物的制备方法及其在抗菌和组织修复中的应用
本专利技术属于生物化学
，具体涉及一种人类头发黑素小体衍生物制备方法及其在抗菌和组织修复中的应用。
技术介绍
细菌感染相关的疾病对全球医疗的威胁越来越大，它是全球发病率和死亡率的主要因素。例如，每年大约有1500万人死于细菌感染和随之而来的并发症。此外，长期滥用抗生素已经以惊人的速度推动抗生素耐药细菌的快速进化，增长和传播，与抗药性细菌相关的感染迅速出现，导致巨大的公共医疗和经济负担。特别是，耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)菌株在慢性或复发性感染中的流行率不断上升，这将对全球医疗是一大挑战，因为MRSA对临床可用的抗生素具有高水平的耐受性，并且常规抗生素对MRSA无效。此外，与MRSA相关的死亡人数超过由肝炎，HIV/AIDS和流感引起的死亡人数。在没有新疗法的情况下，到2050年，由于无法治愈感染的死亡率预计将上升10倍以上。尽管新型有效抗生素可显着降低细菌感染引起的死亡率，但新抗生素的开发往往需要数年甚至更多时间才能在临床实践中使用，而细菌通常只需要数周就能产生抗生素抗性。因此，开发有效的抗菌疗法是首要任务，以便安全和迅速地消除耐药性细菌感染，包括MRSA感染。通常，细菌感染发生在受损组织的恢复、修复或重建，创伤，急性疾病或慢性疾病中，这也对全球健康构成巨大威胁。从人口统计学的角度来看，全世界每年有超过1.14亿带有外科手术伤口的患者需要伤口修复装置。其中，2014年全球伤口护理市场总量达到156亿美元，预计到2019年将增加到183亿美元。因此，为了改善患者治疗效果，迫切需要制定更快速有效消除细菌，同时促进组织修复的策略，最好是非手术干预的疗法。最近，利用外源性激发的治疗，包括基于近红外(NIR)光照射的光热疗法(PTT)，已广泛应用于生物医学。光热效应引发的局部热量将有效地破坏细菌膜，并通过高温导致细菌死亡。通过物理热的作用，PTT具有的广谱抗菌效率，并且在相对较短时间的处理后可以快速有效地杀死细菌。同时，PTT的NIR光显示出优异的组织穿透能力和对健康组织的最小损伤。因此，利用NIR光照射的PTT具有消除耐药性细菌感染的潜在优势，包括快速MRSA的清除。然而，在促进组织重建的同时，没有适当的PTT材料来对抗MRSA。大自然拥有丰富的杰出材料，这些材料已经发展了数十亿年，已成为科学家和工程师的持续灵感源泉。从天然材料中获得的天然生物相容性聚合物，如角蛋白，胶原蛋白，黑色素，明胶，壳聚糖和海藻酸盐，被认为是安全有效地治疗体内各种疾病的最有前景的物质。其中，角蛋白，作为一种纤维结构蛋白，可以从毛发，指甲，上皮细胞等中提取。胶原蛋白占人体干重约25％，占体内所有蛋白质约三分之一。这些天然聚合物引起了人们应用于对损伤组织修复的极大兴趣。然而，组织修复的细胞机制仍然知之甚少。对这些机制的深入理解将为新型生物材料的发展铺平道路。长期滥用抗生素已经以惊人的速度推动抗生素耐药细菌的快速进化，增长和传播，与抗药性细菌相关的感染迅速出现，导致巨大的公共医疗和经济负担。尽管新型有效抗生素可显着降低细菌感染引起的死亡率，但新抗生素的开发往往需要数年甚至更多时间才能在临床实践中使用，而细菌通常只需要数周就能产生抗生素抗性。因此，开发有效的抗菌疗法是首要任务，以便安全和迅速地消除耐药性细菌感染，包括MRSA感染。通常，细菌感染发生在受损组织的恢复、修复或重建，创伤，急性疾病或慢性疾病中，这也对全球健康构成巨大威胁。为了改善患者治疗效果，迫切需要制定更快速有效消除细菌，同时促进组织修复的策略，最好是非手术干预的疗法。然而，在促进组织重建的同时，没有适当的光热治疗(PTT)材料来对抗MRSA。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，一种人类头发黑素小体衍生物(HHMs)制备方法，该方法具有低成本、绿色环保、操作简单等优点。本专利技术的另一个目的是，提供一种人类头发黑素小体衍生物-溶菌酶(HHMs-Lyso)复合材料的制备方法。本专利技术的另一个目的是，提供一种人类头发黑素小体衍生物(HHMs)在抗菌和组织修复中的应用。本专利技术的另一个目的是，提供一种人类头发黑素小体衍生物-溶菌酶(HHMs-Lyso)复合材料在抗菌和组织修复中的应用。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种人类头发黑素小体衍生物(HHMs)制备方法，包括以下步骤：步骤1，预处理：将人类头发破碎至长度小于3cm，超声清洗，干燥；步骤2，水热反应：将经过预处理的人类头发在NaOH溶液中进行水热反应，所述NaOH溶液浓度为0.1～5mol/L，溶液用量为所述人类头发质量的10～100倍，所述水热反应的温度为40～70℃，反应时间为1～24h；步骤3，分离：将水热反应完成后得到的物料进行离心分离，分离得到的固体样品经过真空干燥，得到人类头发黑素小体衍生物(HHMs)。上述技术方案中，所述步骤1，预处理：将人类头发破碎至长度小于3cm，去离子水超声清洗10～30min，重复洗涤2～5次，室温自然干燥。上是技术方案中，所述水热反应是在高压水热釜中进行的。上述技术方案中，所述步骤3，分离：将水热反应完成后得到的物料进行离心分离，离心分离后去除上清液，底部沉淀用去离子水超声清洗，清洗后再次离心分离；所述去离子水超声清洗及清洗后再次离心分离过程重复三次；所述离心分离的转速为7000～15000pm，时间为10～40min，重复三次。上述技术方案中，所述步骤3，所述真空干燥温度为40～60℃，真空干燥时间为10～12h，得到人类头发黑素小体衍生物(HHMs)。一种人类头发黑素小体衍生物-溶菌酶(HHMs-Lyso)复合材料的制备方法，包括以下步骤：将上述技术方法制备的所述人类头发黑素小体衍生物(HHMs)均匀分散至去离子水中，得到第一料液，所述第一料液中HHMs的浓度为300～3000ppm；将溶菌酶分散至去离子水中，得到第二料液，所述第二料液中溶菌酶的浓度为100～1000ppm；将所述第一料液与所述第二料液等体积混合，搅拌2～24h，搅拌温度25～40℃，得到200-2000ppm的人类头发黑素小体衍生物-溶菌酶HHMs-Lyso。本专利技术的优点和有益效果为：使用简单的“低温碱热”方法(具体见“第四部分”)开发了由角蛋白和黑色素组成的人类头发黑素小体衍生物(HHMs)，该方法具有低成本、绿色环保、操作简单等优点。通过这个方法制备的HHMs，通过负载Lyso可以高效杀死MRSA，同时HHMs能促进组织修复。相比于其他的光热材料而言，HHMs具有高效的光热转换效率，同时具有优良的生物降解性和生物相容性。另外，HHMs可通过“蛋白质消化和吸收”信号通路调节胶原α链蛋白，从而加速组织修复，相关机理已经被详细研究。患者经常面临抗生素抗性细菌感染和手术后长时间组织重建的挑战。该研究中，使用简单的“低温碱热”方法开发了由角蛋白和黑色素组成的人类头发黑素小体衍生本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种人类头发黑素小体衍生物制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1，预处理：将人类头发破碎至长度小于3cm，超声清洗，干燥；/n步骤2，水热反应：将经过预处理的人类头发在NaOH溶液中进行水热反应，所述NaOH溶液浓度为0.1～5mol/L，溶液用量为所述人类头发质量的10～100倍，所述水热反应的温度为40～70℃，反应时间为1～24h；/n步骤3，分离：将水热反应完成后得到的物料进行离心分离，分离得到的固体样品经过真空干燥，得到人类头发黑素小体衍生物。/n

【技术特征摘要】
1.一种人类头发黑素小体衍生物制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，预处理：将人类头发破碎至长度小于3cm，超声清洗，干燥；
步骤2，水热反应：将经过预处理的人类头发在NaOH溶液中进行水热反应，所述NaOH溶液浓度为0.1～5mol/L，溶液用量为所述人类头发质量的10～100倍，所述水热反应的温度为40～70℃，反应时间为1～24h；
步骤3，分离：将水热反应完成后得到的物料进行离心分离，分离得到的固体样品经过真空干燥，得到人类头发黑素小体衍生物。


2.根据权利要求1所述的人类头发黑素小体衍生物制备方法，其特征在于，所述步骤1，预处理：将人类头发破碎至长度小于3cm，去离子水超声清洗10～30min，重复洗涤2～5次，室温自然干燥。


3.根据权利要求1所述的人类头发黑素小体衍生物制备方法，其特征在于，所述水热反应是在高压水热釜中进行的。


4.根据权利要求1所述的人类头发黑素小体衍生物制备方法，其特征在于，所述步骤3，分离：将水热反应完成后得到的物料进行离心分离，离心分离后去除上清液，底部沉淀用去离子水超声清洗，清洗后再次离心分离；所述去离...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴水林，李浚，刘想梅，崔振铎，杨贤金，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12