ZIF-67修饰的中空二氧化钒壳核结构微纳米复合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种金属

【技术实现步骤摘要】
ZIF
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67修饰的中空二氧化钒壳核结构微纳米复合物及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于生物材料领域，具体涉及一种金属
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有机配体框架ZIF
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67修饰的中空二氧化钒壳核结构微纳米复合物及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]过渡金属硫族化合物(transition metal dichalcogenides，TMDCs)是继石墨烯纳米材料发展之后一类新型的二维纳米材料，具有优异的化学稳定性、极大的比表面积和独特的生物学性质，在生物医学应用中得到了广泛的研究。TMDCs 的通用化学式为MX2，其中，M是过渡金属原子，如Mo或V；X指硫族元素，如O、S和Se。例如，MoS2纳米片在生物检测、生物成像和靶向治疗等生物领域内都有广泛应用，TiO2在组织再生方面具有独特的生物学特性。二氧化钒作为 TMDCs的一员，是一类新型生物活性剂，具有优秀的酶样活性，从抗菌、减轻炎症到细胞增殖调节等。因此，二氧化钒是一种非常有前景的组织再生生物材料，这一点尚未被研究报道。
[0003]TMDCs的表面功能性修饰对其在生物体内外的行为有非常重要的影响。 TMDCs虽然展现出其独特的物理和化学性质，但在生理环境中，仍存在生物稳定性不足等问题。通过对TMDCs的表面功能性修饰，从而提高其生物相容性、调节生物分布或者降低生物毒性等以此扩大其在生物医学领域的应用。TMDCs 的表面修饰，主要包括物理修饰和化学修饰。TMDCs的极大比表面积可以发生静电吸附、疏水力及范德华力等物理吸附以达成物理修饰；有机分子可与TMDCs 表面原子之间形成C
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S化学键键合实现化学修饰。
[0004]沸石咪唑骨架材料(ZIFs)是一种由过渡金属离子与咪唑配体络合后形成的一种沸石类新型金属有机骨架材料，兼具MOFs的许多优良特征和传统沸石的高稳定性及导电性。ZIF
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67的骨架结构是由Co
2+
离子与2
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甲基咪唑中的N原子杂化形成的多面体结构单元。其在酸性环境下释放的钴离子可以有效抑制细菌活性，此外，钴离子作为缺氧诱导因子(HIF
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1α)的化学诱导剂，可以促进内皮细胞的极化、迁移、归巢和新生血管生成。膜核(membrane
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core)杂化结构通过内外膜之间的化学键和/或物理相互作用形成，赋予膜核结构纳米复合物 (membrane
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core structured nanocomposites)独特的物理、化学和生物特性，在智能给药方面具有巨大的应用潜力。
[0005]伤口感染是伤口愈合过程中最重要的干扰因素，感染以后渗出物很多，加大了伤口局部的张力，甚至是伤口裂开。对于感染的伤口，不能缝合，应及早引流，只有感染被控制，修复才能进行。因此，感染组织的抗感染中抗灭菌是伤口愈合过程中关键环节之一。大多数相关的致病菌需要高于6的pH值，它们的生长受到较低pH值的抑制。致病菌在感染组织内新陈代谢，从而导致感染组织内营养及氧气缺乏，导致糖酵解增加，从而乳酸和PaCO2升高，pH值降低，同时人体的先天防御，比如中性粒细胞对抗伤口侵入的细菌，pH值也会向酸性环境转移。在酸性环境下下，膜结构ZIF
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67可响应酸性环境释放Co离子，具有一定的抗菌功能。ZIF
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67的酸响应效应，此前尚未有研究报道。
[0006]在组织感染的情况下，机体丧失了血管新生的能力导致由于供血不足引起的组织缺血，纤维化甚至坏死。血管新生是愈合过程中一个至关重要的阶段。随着新生血管的形成，能够给损伤组织提供充足的氧、营养物质和生长因子，加速愈合。因此，血管新生是损伤组织恢复功能的必要条件。血管新生过程中，内皮细胞在碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)、血管内皮生长因子(VEGF)、uPA等趋化因子的作用发生迁移是关键环节。Co
2+
离子可以通过与HIF1
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α直接结合并稳定HIF1
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α来刺激缺氧条件，从而导致协同加速血管生成相关基因表达，以此促进内皮细胞的极化、迁移、归巢和新生血管生成。

技术实现思路

[0007]针对以上内容，本专利技术提供一种金属
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有机配体框架ZIF
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67修饰的中空二氧化钒壳核结构多功能微纳米复合物应用于感染组织的抗菌和血管新生。本专利技术的微纳米复合物兼具抗菌和促进血管新生功能，同时生物相容性好，毒性低，不会对器官造成任何不良反应等优点。
[0008]本专利技术提供了一种金属
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有机配体框架ZIF
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67修饰的中空二氧化钒壳核结构微纳米复合物的制备方法，其包括以下步骤：
[0009](1)将V2O5加入草酸溶液中，搅拌形成悬浊液，置于水热反应釜中，通过水热反应，制备得到VO2；
[0010](2)将制得的VO2均匀分散在甲醇溶液中，加入六水合硝酸钴和2
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甲基咪唑的甲醇溶液，室温搅拌至充分反应，真空干燥后得到ZIF
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67包覆的中空二氧化钒壳核结构微纳米复合材料。
[0011]进一步的，步骤(1)中所述的V2O5与草酸摩尔比为1：(1～150)，草酸溶液浓度为0.6～5mol/L。
[0012]进一步的，所述水热反应温度为120～300℃，反应时间为6～48h。
[0013]进一步的，步骤(2)中，VO2、六水合硝酸钴和2
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甲基咪唑投料质量比为1：(2～60)：(4～90)。
[0014]进一步的，步骤(2)中，真空干燥温度为40～80℃。
[0015]本专利技术还提供了一种ZIF
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67修饰的中空二氧化钒壳核结构微纳米复合物，其特征在于所述的微纳米复合物为ZIF
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67包覆在二氧化钒表面的核
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膜双层结构，所述二氧化钒为中空结构。
[0016]本专利技术进一步提供了所述的ZIF
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67修饰的中空二氧化钒壳核结构微纳米复合物的多方面应用，例如在制备治疗组织感染的药物中的应用；在制备针对感染组织的抗菌药物和/或促血管新生药物中的应用；在制备伤口愈合药物中的应用。
[0017]本专利技术的有益之处在于：本专利技术的金属
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有机配体框架ZIF
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67修饰的中空二氧化钒壳核结构多功能微纳米复合物具有生物相容性好，毒性低，不会对器官造成任何不良反应兼具抗菌和促进血管新生功能的优点。与单一纳米VO2相比，具有更优秀的抗菌性能、催化活性，同时酸性条件下释放的钴离子可以促进血管新生。
附图说明
[0018]下面结合附图对本专利技术作进一步地说明；
[0019]图1为实施例1合成得到的金属
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有机配体框架ZIF
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67修饰的中空二氧化钒核
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膜结构微纳米本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属
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有机配体框架ZIF
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67修饰的中空二氧化钒壳核结构微纳米复合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将V2O5加入草酸溶液中，搅拌形成悬浊液，置于水热反应釜中，通过水热反应，制备得到VO2；(2)将制得的VO2均匀分散在甲醇溶液中，加入六水合硝酸钴和2
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甲基咪唑的甲醇溶液，室温搅拌至充分反应，真空干燥后得到ZIF
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67包覆的中空二氧化钒壳核结构微纳米复合材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的V2O5与草酸摩尔比为1：(1～150)，草酸溶液浓度为0.6～5mol/L。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述水热反应温度为120～300℃，反应时间为6～48h。4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，VO2、六水合硝酸钴和2
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甲基...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭丽华，王毛泽，黄奕谕，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：