一种可注射抗菌复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种可注射抗菌复合材料及其制备方法和应用，所述可注射抗菌复合材料包括纳米银、介孔材料和海藻酸盐；介孔材料内负载纳米银；海藻酸盐包覆在介孔材料表面；所述纳米银、介孔材料和海藻酸盐的质量比为1：(20～1000)：(200～2000)。本发明专利技术中的可注射抗菌复合材料的体外银离子释放周期及抑菌效果可达21天以上，更适用于存在细菌感染下的组织修复与重建的应用，具有长效持久的抑菌效果。此外，介孔材料会缓慢持续地释放二价离子如钙、锌、镁、锶等，在不影响生物安全性的前提下，有利于维持海藻酸盐的交联结构，使复合材料能在较长时间里保持一定的力学强度，也能促进组织包括骨组织的修复与重建。包括骨组织的修复与重建。

【技术实现步骤摘要】
一种可注射抗菌复合材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及材料领域，具体涉及一种可注射抗菌复合材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]严重开放性骨折、骨科术后感染、急慢性骨髓炎所导致的感染性骨缺损的修复重建已成为临床医生面临的巨大挑战，常需要多次手术，早期局部抗生素的应用能有效减少开放伤骨感染，抗菌人工骨支架材料有望用于治疗感染性骨缺损。将抗菌性药物与载体结合的药物控释系统是有效解决骨感染难题的选择之一，药物控释系统可以在植入部位直接或间接地促进药物的延长释放，除了持续和可控的给药外，这些给药载体还可以保护活性因子和蛋白质分子免于解离或失活，提高整体生物利用度和临床疗效。与全身用药相比，局部给药降低了血浆药物浓度，从而避免了一些不良反应或一般毒性；而且靶向骨感染部位的局部给药载体通常具有一定的骨诱导活性，结合抗菌性药物和骨修复材料的局部给药系统在骨感染治疗中表现出显著的优势。
[0003]研究表明纳米银颗粒对数十种致病微生物都有强烈的抑制和杀灭作用，无耐药性，无细胞毒性，能够促进伤口的愈合。金属离子如银离子对细菌的影响是多方面的，它们通过改变正常生物膜内外的极化状态形成新的细胞内外离子浓度差，阻碍或破坏维持细胞生理功能的小分子和大分子物质的运输。一些金属离子如银离子也可以进入微生物细胞内，使大多数酶失活，发挥抗菌效能。但是，当金属离子如银离子的浓度过高时，会造成生物毒性。同时，用传统的沉淀法制备的纳米银材料，粒度大且尺寸分布较宽，影响其抗菌性能的高效性。纳米介孔硅基材料表面含有许多纳米级微孔结构，具有庞大的比表面积和多微孔结构，具有很高的活性。介孔硅基材料具有优良的吸附性能，是一种理想的无机抗菌剂载体。

技术实现思路

[0004]为了克服上述现有技术存在的问题，本专利技术的目的之一在于提供一种可注射抗菌复合材料。
[0005]本专利技术的目的之二在于提供一种可注射抗菌复合材料的制备方法。
[0006]本专利技术的目的之三在于提供一种骨支架材料。
[0007]本专利技术的目的之四在于提供一种可注射抗菌复合材料在组织修复材料或再生材料中的应用。
[0008]本专利技术的目的之五在于提供一种可注射抗菌复合材料在制备治疗骨科疾病的药物或材料中的应用。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案是：
[0010]本专利技术的第一个方面在于提供一种可注射抗菌复合材料，包括纳米银、介孔材料和海藻酸盐；所述介孔材料内负载纳米银；所述海藻酸盐包覆在介孔材料表面；所述纳米银、介孔材料和海藻酸盐的质量比为1：(20～1000)：(200～2000)。本专利技术中的抗菌复合材
料可以通过注射器直接注入人体患处。
[0011]优选地，所述纳米银和介孔材料的质量比为1：(50～1000)；进一步优选地，所述纳米银和介孔材料的质量比为1：(50～800)；再进一步优选地，所述纳米银和介孔材料的质量比为1：(50～400)。
[0012]优选地，所述纳米银和海藻酸盐的质量比为1：(200～1500)；进一步优选地，所述纳米银和海藻酸盐的质量比为1：(200～1200)；再进一步优选地，所述纳米银和海藻酸盐的质量比为1：(400～800)。
[0013]优选地，所述海藻酸盐包括海藻酸一价金属盐、海藻酸二价金属盐、海藻酸三价金属盐中的至少一种；进一步优选地，所述海藻酸盐包括海藻酸二价金属盐、海藻酸三价金属盐中的至少一种；再进一步优选地，所述海藻酸盐为海藻酸二价金属盐。
[0014]优选地，所述介孔材料的比表面积为50～800m2/g；进一步优选地，所述介孔材料的比表面积为100～800m2/g；再进一步优选地，所述介孔材料的比表面积为200～800m2/g。
[0015]优选地，所述介孔材料的粒径为0.1～10μm；进一步优选地，所述介孔材料的粒径为0.5～8μm；再进一步优选地，所述介孔材料的粒径为0.5～5μm。
[0016]优选地，所述介孔材料的平均孔径为2～50nm；进一步优选地，所述介孔材料的平均孔径为2～40nm；再进一步优选地，所述介孔材料的平均孔径为2～30nm。
[0017]优选地，所述介孔材料为介孔硅酸二价金属盐。
[0018]优选地，所述介孔材料包括介孔硅酸钙、介孔硅酸镁、介孔硅酸锌、介孔硅酸锶中的至少一种。本专利技术中的可注射抗菌复合材料在应用过程中，介孔材料会缓慢持续地释放二价离子如钙、锌、镁、锶等，这些二价阳离子能在不影响生物安全性的前提下，有利于维持海藻酸二价金属盐或海藻酸三价金属盐的交联结构，使复合材料能在较长时间里保持一定的力学强度；同时持续释放的二价阳离子如钙、锌、镁、锶等也能促进组织包括骨组织的修复与重建。
[0019]优选地，所述介孔材料为预处理后的介孔材料，所述预处理具体为：将含介孔材料的醇溶液与碱液反应制得。将介孔材料预处理时，介孔材料与碱液反应，生成粘结力强，强度较高，耐酸性、耐热性好的硅酸盐，有利于装载纳米银。
[0020]本专利技术的第二个方面在于提供本专利技术第一个方面提供的可注射抗菌复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0021]S1：预处理介孔材料，然后将预处理后的介孔材料与纳米银源混合反应；
[0022]S2：将步骤S1中的产物与海藻酸盐混合，制得所述可注射抗菌复合材料。
[0023]步骤S1中的产物为内部负载纳米银的介孔材料。
[0024]优选地，所述纳米银源包括硝酸银；进一步优选地，所述纳米银源为硝酸银溶液。
[0025]优选地，所述硝酸银的浓度为1～20g/L；进一步优选地，所述硝酸银的浓度为2～10g/L；再进一步优选地，所述硝酸银的浓度为2～8g/L。
[0026]优选地，所述步骤S1中的预处理介孔材料的步骤为：将含介孔材料的醇液与碱液反应；进一步优选地，所述步骤S1中的预处理介孔材料的步骤为：将介孔材料分散于醇溶液中，加入碱液反应，获得预处理后的介孔材料。
[0027]优选地，所述预处理步骤所需时间为20～60h；进一步优选地，所述预处理步骤所需时间为24～50h；再进一步优选地，所述预处理步骤所需时间为24～48h。
[0028]优选地，所述醇液包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、乙二醇、丙二醇中的至少一种。
[0029]优选地，所述碱液包括氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化钙溶液、氢氧化钡溶液中的至少一种；进一步优选地，所述碱液包括氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液中的至少一种；再进一步优选地，所述碱液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。
[0030]优选地，所述氢氧化钠溶液的浓度为0.03～0.5mol/L；进一步优选地，所述氢氧化钠溶液的浓度为0.08～0.5mol/L；再进一步优选地，所述氢氧化钠溶液的浓度为0.1～0.5mol/L。
[0031]优选地，所述步骤S1中的将预处理后的介孔材料与纳米银源混合反应的步骤具体为：将硝酸银溶液滴加至预处理后的介孔材料溶液中进行反应，然后离心、清洗、干燥，获得本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可注射抗菌复合材料，其特征在于：包括纳米银、介孔材料和海藻酸盐；所述介孔材料内负载纳米银；所述海藻酸盐包覆在介孔材料表面；所述纳米银、介孔材料和海藻酸盐的质量比为1：(20～1000)：(200～2000)。2.根据权利要求1所述的可注射抗菌复合材料，其特征在于：所述介孔材料的比表面积为50～800m2/g。3.根据权利要求2所述的可注射抗菌复合材料，其特征在于：所述介孔材料为介孔硅酸二价金属盐。4.根据权利要求1所述的可注射抗菌复合材料，其特征在于：所述海藻酸盐包括海藻酸一价金属盐、海藻酸二价金属盐、海藻酸三价金属盐中的至少一种。5.根据权利要求1至4任一项所述的可注射抗菌复合材料，其特征在于：所述介孔材料为预处理后的介孔材料，所述预处理具体为：将含介孔材料的醇溶液与...

【专利技术属性】
技术研发人员：许为康，党兆晖，吴婷婷，林承雄，周新婷，
申请(专利权)人：广东省科学院生物与医学工程研究所，
类型：发明
国别省市：