一种治疗细菌感染糖尿病创面的纳米纤维及其制法与应用制造技术

本发明专利技术公开了一种用于治疗细菌感染糖尿病创面的纳米纤维及其制法与应用。该纳米纤维包括内核姜黄素纳米晶及外壳聚多巴胺纳米管。使用的天然产物姜黄素具有良好的生物安全性，能诱导巨噬细胞M2型极化，进一步促进伤口愈合。聚多巴胺材料具有优异生物相容性，近红外转换性能良好，光热抗菌效果显著等优点。该纳米纤维的制备工艺简单，成本低，重复性好，适合大规模生产。制得的纳米纤维具有良好的抗菌及促进糖尿病创面修复的能力，具有很高的临床应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种治疗细菌感染糖尿病创面的纳米纤维及其制法与应用
本专利技术涉及一种用于治疗细菌感染糖尿病创面的纳米纤维及其制法与其应用，属于药物制剂领域与生物医药

技术介绍
糖尿病患者创面难以愈合，在世界范围内有着较高的发病率和死亡率，损伤后皮肤完整性、动态平衡和保护功能的恢复对于生活质量与生存至关重要。糖尿病创面愈合受阻多伴随着细菌感染，不仅会加重创面恶化，愈合延迟，甚至导致脓毒症最终死亡。目前，活性成分如抗生素、消炎药物、外泌体、生长因子等为抗击细菌感染、抑制炎症反应和加速创面愈合提供了可行性选择。但上述治疗剂也存在一些弊端，如耐药性、不良反应和高昂的治疗费用等。由于临床抗菌制剂的广泛使用、新型抗生素研发不能和细菌耐药性产生相匹配，导致多重耐药细菌的出现。治疗细菌感染的糖尿病创面首先是要控制创面细菌感染，其次是控制局部微环境的炎症反应，从而实现创面愈合。光热疗法(PTT)具有选择性高、侵袭性小等优点，近年来备受关注。PTT的机制是通过光敏剂将近红外光的能量转化为热能，用于治疗癌症和细菌感染等疾病。到目前为止，已经有多种抗菌光敏剂报道，如碳基纳米粒子、金纳米粒子等。遗憾的是，它们固有的生物安全性及长期毒性限制了进一步体内和临床上的应用。与上述纳米粒子相比，聚多巴胺(PDA)具有制备工艺简单、生物相容性好、光热转换效率高等优势，其在抗菌治疗方面具备极大的潜力。姜黄素(Cur)是一种从姜黄属植物的根茎提取的酚性结构色素，具有多种药理作用，如抗炎、抗氧化应激等，且对炎症创面、糖尿病、动脉硬化等具有良好的防治作用。有研究发现其对炎症微环境的调控是通过对局部巨噬细胞逆转实现的，因此，姜黄素是极具潜力的治疗糖尿病创面的药用材料。目前还没有理想的既能控制糖尿病创面耐药细菌感染同时还能促进伤口愈合的药物，急需开发出一种良好的修复糖尿病创面药物所用的材料。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的第一目的是提供一种用于修复糖尿病创面的纳米纤维，即姜黄素聚多巴胺纳米纤维，本专利技术的第二目的是提供一种该姜黄素聚多巴胺纳米纤维的制备方法，本专利技术的第三目的是提供该姜黄素聚多巴胺纳米纤维在制备治疗细菌感染糖尿病创面药物或试剂中的应用。技术方案：为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种用于治疗细菌感染糖尿病创面的纳米纤维，所述纳米纤维为姜黄素聚多巴胺纳米纤维，所述姜黄素聚多巴胺纳米纤维包括内核和外壳，所述内核为姜黄素纳米晶，所述外壳为聚多巴胺纳米管，所述姜黄素纳米晶是将姜黄素溶解于无水乙醇加水析出获得。进一步地，所述纳米纤维长度为2～30μm，横截面直径为100～200nm。进一步地，所述纳米纤维表面的电性为负电。本专利技术所述的用于治疗细菌感染糖尿病创面纳米纤维的制备方法，该方法基于溶剂交换法和聚多巴胺的碱性条件下自聚的原理，以姜黄素纳米晶为基材，表面包覆聚多巴胺涂层，包括以下步骤：(1)姜黄素纳米晶的制备：将姜黄素溶解于无水乙醇中，加入水，静置，析出姜黄素纳米晶，得到含姜黄素纳米晶的溶液；(3)姜黄素聚多巴胺纳米纤维的制备：在含姜黄素纳米晶的溶液中，加入盐酸多巴胺，调节溶液的pH，搅拌，离心洗涤，冷冻干燥，得到姜黄素聚多巴胺纳米纤维。进一步地，步骤(1)中，所述姜黄素与无水乙醇的固液比为1：1～3mg：mL，所述无水乙醇与水的体积比1：5～8。进一步地，步骤(2)中，所述姜黄素与盐酸多巴胺的质量比为1:5～10，所述pH为8.5～8.8，所述搅拌时间为24～72h。本专利技术所述的纳米纤维在制备治疗细菌感染糖尿病创面药物或试剂中的应用。进一步地，所述细菌包括但不限于耐甲氧金黄色葡萄球菌、鲍曼不动杆菌、铜绿假单胞菌等致病菌。有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有以下显著的优点：(1)对姜黄素纳米晶修饰聚多巴胺，使得传统草本提取物姜黄素同贻贝仿生材料聚多巴胺结合，利用聚多巴胺光热响应能力，实现对细菌杀伤，控制糖尿病创面的细菌感染。同时，光热材料聚多巴胺的加入，使得姜黄素具有光热响应性释放特点，使得在细菌感染得到控制后，进一步对创面炎症微环境进行调控。(2)通过在姜黄素纳米晶表面修饰聚多巴胺，制备姜黄素聚多巴胺纳米纤维，不仅具有良好的光热转换能力，抑制细菌繁殖，同时可以利用姜黄素对炎症微环境巨噬细胞表型的调控功能，促进创面愈合。(3)本专利技术制备的纳米纤维是由姜黄素纳米晶表面修饰聚多巴胺制备得到，其中姜黄素纳米晶具有抗炎、促进愈合等作用，聚多巴胺具有制备简单、光热转换性能好、抗菌效果显著等优点(4)本专利技术制备的纳米纤维方法简单可控，生产成本低，重复性好，适合大规模生产；纳米材料生物相容性好、安全性高。该纳米纤维可有效控制糖尿病创面细菌感染，促进糖尿病创面愈合，具有良好的应用前景。附图说明图1为姜黄素聚多巴胺纳米纤维的SEM图；图2为姜黄素纳米晶和姜黄素聚多巴胺纳米纤维的FTIR谱图；图3为姜黄素聚多巴胺纳米纤维的Raman谱图；图4为姜黄素聚多巴胺纳米纤维和聚多巴胺纳米管的XRD谱图；图5为不同浓度姜黄素聚多巴胺纳米纤维的光热性能图；图6为不同浓度姜黄素聚多巴胺纳米纤维的光热温差统计图；图7为姜黄素聚多巴胺纳米纤维的光热稳定评价图；图8为姜黄素聚多巴胺纳米纤维的光热循环能力评价图；图9为不同浓度姜黄素、聚多巴胺和姜黄素聚多巴胺纳米纤维的光热抗菌图；图10为姜黄素、聚多巴胺纳米管和姜黄素聚多巴胺纳米纤维经过不同时间近红外光照射后抗菌能力图；图11为姜黄素、聚多巴胺纳米管和姜黄素聚多巴胺纳米纤维光热抗菌荧光图；图12为L929细胞迁移图；图13为L929细胞迁移统计图；图14为姜黄素、聚多巴胺纳米管和姜黄素聚多巴胺纳米纤维调控巨噬细胞极化图；图15为MRSA感染糖尿病创面小鼠创面愈合图；图16为MRSA感染糖尿病创面小鼠创面大小测量图；图17为MRSA感染糖尿病创面小鼠给药后3、7、14天创面染色图；图18为MRSA感染糖尿病创面小鼠给药后14天创面免疫荧光统计分析图；图19为体内给药后各组小鼠体重变化记录图；图20为体内给药后各组小鼠心、肝、脾、肺、肾HE染色图；图21为姜黄素聚多巴胺纳米纤维溶血性评价。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案作进一步说明。下述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。所用的实验材料，如无特殊说明，均为自常规生化试剂商店购买得到的。材料与设备：(1)盐酸聚多巴胺购自美国Sigma公司；(2)姜黄素购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司；(3)SYTO9细菌活死染色试剂盒购自美国Sigma公司；(4)耐甲氧金黄色葡萄球菌为实验室保存菌株ATCC44300；(5)CD11b、CD80、CD86和CD206流式抗体购自美国eBioscience公司；(6)L9本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于治疗细菌感染糖尿病创面的纳米纤维，其特征在于，所述纳米纤维为姜黄素聚多巴胺纳米纤维，所述姜黄素聚多巴胺纳米纤维包括内核和外壳，所述内核为姜黄素纳米晶，所述外壳为聚多巴胺纳米管，所述姜黄素纳米晶是将姜黄素溶解于无水乙醇加水析出获得。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于治疗细菌感染糖尿病创面的纳米纤维，其特征在于，所述纳米纤维为姜黄素聚多巴胺纳米纤维，所述姜黄素聚多巴胺纳米纤维包括内核和外壳，所述内核为姜黄素纳米晶，所述外壳为聚多巴胺纳米管，所述姜黄素纳米晶是将姜黄素溶解于无水乙醇加水析出获得。


2.根据权利要求1所述的用于治疗细菌感染糖尿病创面的纳米纤维，其特征在于，所述纳米纤维长度为2～30μm，横截面直径为100～200nm。


3.权利要求1-2任一项所述的用于治疗细菌感染糖尿病创面纳米纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)姜黄素纳米晶的制备：将姜黄素溶解于无水乙醇中，加入水，静置，析出姜黄素纳米晶，得到含姜黄素纳米晶的溶液；
(2)姜黄素聚多巴胺纳米纤维的制备：在含姜黄素纳米晶的溶液中，加入盐酸多巴胺，调节溶液的p...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈刚，徐洲，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32