一种光热效应驱动的抗菌敷料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种光热驱动的抗菌敷料及其制备方法，属于医用材料技术领域。所述抗菌敷料包括：以透明质酸水凝胶作为载体，负载MXene/金属离子纳米颗粒，所述MXene/金属离子纳米颗粒由单片层MXene与金属离子混合后形成的zeta电位接近电中性的纳米颗粒。本发明专利技术提供的抗菌敷料为水凝胶剂型，依赖于MXene/金属离子纳米颗粒的光热转化性能，可有效地将近红外光转化为热，快速升温，通过对伤口处温度的提升进行杀菌，安全无副作用；且水凝胶在伤口处可有效形成保护层，阻断外界环境对创面的不利影响，防腐抗菌性能好。本发明专利技术抗菌敷料制备方法简单，易于大规模生产。易于大规模生产。易于大规模生产。

【技术实现步骤摘要】
一种光热效应驱动的抗菌敷料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及医用材料
，具体涉及一种光热效应驱动的抗菌敷料及其制备方法。

技术介绍

[0002]皮肤作为人体最大的器官和第一道防线，在保护机体内环境免受外界损害中起至关重要的作用。一旦皮肤受损，失去了原有的防御功能，皮下组织便会受到微生物侵袭，导致感染，将严重影响人们的生活和健康。如果患者本身伴有基础疾病，如糖尿病，易导致慢性创口的产生，反复的治疗也易引起耐药菌的出现。
[0003]目前对于感染伤口的治疗，多采用清创敷料包扎的方法。传统敷料下层为疏松的海绵样疏松层，起到吸收渗液，引导组织再生的作用，上层使用聚氨酯，起到隔离外部刺激，阻止微生物侵入的作用。传统皮肤敷料通常不具有抗菌性能，局部伤口残留的细菌依然可以不断增殖产生顽固伤口。为了获得抗菌性能，有些敷料内添加了抗生素，纳米银等抗菌剂。然而这些抗菌剂的过度使用多伴有一定的生物毒性，且抗生素的滥用已经导致了耐药菌的流行。因此，开发不依赖抗生素的抗菌敷料对于保护伤口以及抑制伤口感染具有重要意义。
[0004]MXene(过渡金属碳化物和氮化物的总称)是一类新型的二维纳米材料，通式为M
n+1
X
n
T
x
(n＝1～3)，其中M为前过渡金属元素，X为碳或氮元素，T指键合在该材料表面的氟基、羟基或氧基等活性官能团。该类材料具有超薄的结构和出色的物理化学(电子、光学、磁性等)特性。目前，MXene在生物医学领域的应用逐渐拓展，这主要是由于其大的表面积和在近红外区域的强吸收，加之其可以通过容易的表面修饰与多种分子或者纳米颗粒结合。
[0005]专利文献CN 112915251 A公开了一种生物高分子纤维伤口敷料，以聚己内酯、左旋聚乳酸或聚乙烯醇作为载体，负载MXene、壳聚糖和抗炎药物，组成具有抗菌抗炎性能的生物高分子纤维伤口敷料，该敷料将二维材料MXene的光热光动力杀菌作用与生物高分子纤维的细菌吸附作用相结合，以降低伤口细菌感染的风险。
[0006]专利文献CN 114344544 A公开了一种光激活抗菌敷料，其制备方法包括：S1、将MAX陶瓷蚀刻为MXene纳米片；S2、制备MXene/Ag3PO4异质结或MXene/AgS异质结；S3、用聚多巴胺修饰异质结；S4、将聚己内酯颗粒和聚多巴胺修饰MXene/Ag3PO4或MXene/AgS异质结溶解、混匀、成膜，得到纳米纤维膜。
[0007]现有报道的应用MXene二维材料的抗菌敷料制备工艺相对复杂，成膜设备要求高，不利于工业化生产。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种制备工艺简单、适合大规模生产的抗菌敷料，该抗菌敷料能够有效将近红外光转化为热，迅速升温进行杀菌，防腐抗菌性能好。
[0009]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0010]本专利技术提供了一种光热效应驱动的抗菌敷料，所述抗菌敷料包括：以透明质酸水凝胶作为载体，负载MXene/金属离子纳米颗粒，所述MXene/金属离子纳米颗粒由单片层MXene与金属离子混合后形成的zeta电位接近电中性(
‑
1.5mV≤zeta电位≤+1.5mV)的纳米颗粒。
[0011]本专利技术研究发现，单片层MXene二维材料与金属离子通过静电吸附作用发生团聚，形成纳米颗粒。粒径增加的纳米颗粒对近红外光的吸收能力增强，迅速转化为热，实现快速光热杀菌。MXene完全负载金属离子形成的纳米颗粒的zeta电位接近电中性。
[0012]所述金属离子可以为铜离子、锰离子、铁离子、亚铁离子、银离子等金属离子。
[0013]作为优选，所述金属离子为铜离子。Cu
2+
静电吸附在MXene表面，纳米颗粒与皮肤接触过程中，Cu
2+
可以缓慢释放到皮肤伤口处，促进伤口处的血管再生，进而促进伤口处的皮肤再生修复。
[0014]本专利技术采用透明质酸水凝胶作为负载MXene/金属离子纳米颗粒的载体，制备的抗菌敷料为水凝胶剂型。透明质酸是一种酸性粘多糖，生物相容性好，用作皮肤敷料，起到保护皮肤的作用，水凝胶在伤口处可有效形成保护层，阻断外界环境对创面的不利影响。
[0015]本专利技术还提供了上述光热驱动的抗菌敷料的制备方法，所述方法包括以下步骤：
[0016](1)将MAX陶瓷刻蚀成单片层MXene，再分散于水中得到MXene水溶液，搅拌条件下滴加金属离子溶液，收集沉淀物，即为MXene/金属离子纳米颗粒；
[0017](2)将MXene/金属离子纳米颗粒分别加入到氧化透明质酸溶液和酰肼接枝透明质酸溶液中，再将两种混合液混合，成胶制得所述抗菌敷料。
[0018]步骤(1)中，将MAX陶瓷浸泡刻蚀溶液中，在室温条件下持续搅拌，刻蚀成单片层材料。再将单片层MXene二维材料超声分散于水中，加入金属离子，金属离子静电吸附在MXene表面，同时单片层团聚形成直径子在1000
‑
2000nm的纳米颗粒。
[0019]所述MAX陶瓷可以为Ti3AlC2、Ti2AlC、Ta4AlC3等。
[0020]优选的，采用氟化锂/盐酸(LiF/HCl)刻蚀法将MAX陶瓷刻蚀成单片层MXene。
[0021]具体的：将Ti3AlC2浸泡于氟化锂/盐酸溶液中，持续搅拌48
‑
96小时，收集沉淀，水洗至中性；再将沉淀物加入水中，鼓入氮气，50
‑
150KHz条件下超声5
‑
20分钟，然后将超声的溶解液在2000
‑
4000rpm条件下离心0.5
‑
1.5小时，收集上清液，干燥得到单片层MXene。
[0022]优选的，所述金属离子溶液为氯化铜溶液，浓度为2
‑
6M。更为优选，氯化铜溶液浓度为5M。
[0023]优选的，每50mg单片层MXene中加入0.4mL 5M氯化铜溶液，再对混合溶液进行离心，3500rpm离心10min，收集沉淀物。
[0024]步骤(2)中，将MXene/金属离子纳米颗粒分别等浓度均匀分散于氧化透明质酸溶液和酰肼接枝透明质酸溶液中，再将两种混合液混合，利用氧化透明质酸的醛基与酰肼接枝透明质酸的酰肼基发生交联反应，形成水凝胶。其中MXene/金属离子纳米颗粒均匀分布在水凝胶中。
[0025]优选的，所述氧化透明质酸的制备方法包括：将分子量为5
×
105的透明质酸溶于水中，加入高碘酸钠后避光搅拌2
‑
6小时，透析，制得氧化透明质酸。
[0026]透明质酸与高碘酸钠的质量比为1：5。反应结束后，利用截留分子量为3500的透析袋进行透析，去除多余的高碘酸钠。
[0027]优选的，所述酰肼接枝透明质酸的制备方法包括：将分子量为1
×
105的透明质酸溶于MES缓冲液中，加入过量己二酸二酰肼，充分反应后，透析，制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光热效应驱动的抗菌敷料，其特征在于，所述抗菌敷料包括：以透明质酸水凝胶作为载体，负载MXene/金属离子纳米颗粒，所述MXene/金属离子纳米颗粒由单片层MXene与金属离子混合后形成的zeta电位≥
‑
1.5mV且≤+1.5mV的纳米颗粒。2.如权利要求1所述的光热效应驱动的抗菌敷料，其特征在于，所述金属离子为铜离子。3.如权利要求1或2所述的光热效应驱动的抗菌敷料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将MAX陶瓷刻蚀成单片层MXene，再分散于水中得到MXene水溶液，搅拌条件下滴加金属离子溶液，收集沉淀物，即为MXene/金属离子纳米颗粒；(2)将MXene/金属离子纳米颗粒分别加入到氧化透明质酸溶液和酰肼接枝透明质酸溶液中，再将两种混合液混合，成胶制得所述抗菌敷料。4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，采用氟化锂/盐酸刻蚀法将MAX陶瓷刻蚀成单片层MXene。5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，将Ti3AlC2浸泡于氟化锂/盐酸溶液中，持续搅拌48
‑
96小时，收集沉淀，水洗至中性；再将沉淀物加入水中，鼓入氮气，50
‑
150KHz条件下超声5
‑
20分钟，然后将超声的溶解液在2...

【专利技术属性】
技术研发人员：于永生，
申请(专利权)人：山东载盈健康产业有限公司，
类型：发明
国别省市：