一种具有光热制造技术

本发明专利技术提供了一种具有光热

【技术实现步骤摘要】
一种具有光热/光动力协同抗菌活性的水凝胶敷料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种基于光热
/
光动力协同抗菌的水凝胶敷料的制备方法，以解决伤口部位细菌感染难以愈合的问题，属于生物医用组织工程材料

。

技术介绍

[0002]由病原菌
(
尤其是耐多药细菌
)
引起的传染病及其在全球的传播已成为严重的公共卫生问题
。
细菌感染可能引起不同程度的细胞变性，导致组织坏死
、
如果救治不及时还可能危及生命
。
而作为治疗细菌感染的明星药物抗生素，已经广泛应用于治疗许多病原体，如金黄色葡萄球菌
、
大肠杆菌
、
铜绿假单胞菌等引起的感染
。
但抗生素导致的细菌耐药在的频繁使用的过程中不可避免会产生，影响治疗效果
。
因此，迫切需要开发新的抗微生物策略，在不出现耐药菌株的情况下杀死细菌
。
[0003]光热疗法
(PTT)
是将光能转化为热能，通过热能来杀伤细菌等病原体，具有可控性
、
非耐药性
、
微创性等优点
。
可以巧妙的绕过细菌产生耐药性的物质依赖途径，光热抗菌逐渐走进人们的视野
。
近红外光与其它波长的光相较而言，具备更佳的穿透深度，可以穿透组织直达病灶，减轻对皮肤和组织的损伤
。
近红外光热抑菌不仅可以实现杀菌功效，还可以解决抗菌谱窄
、
耐药性
、
药物毒副作用等传统抗生素的问题，还有利于组织再生，促进伤口愈合
。
普鲁士蓝纳米立方体
(PB)
是美国食品和药物管理局
(FDA)
批准的一种治疗铊中毒的临床解毒剂，具有优异的生物相容性和生物安全性
。PB
在近红外
(NIR)
区域具有很强的吸收能力，具有优异的光热转换效率，它已被用作
PTT
的光热剂
。
另外，作为一种无机纳米材料，
PB
还具有过氧化氢酶
(CAT)
样酶活性和超氧化物歧化酶
(SOD)
样酶活性，可以抗氧化，可以减轻
PTT
治疗后可能诱发的炎症反应
。
[0004]光动力疗法
(PDT)
是基于光敏剂吸收特定波长的光子能量，并将周围的氧分子转化为高毒性活性氧
(ROS)
，导致细菌
DNA
和膜损伤
。
光敏剂可以快速产生活性氧杀伤并诱导细菌死亡，从而避免细菌对其产生耐药反应
。
光敏剂吲哚菁绿
(indocyanine green
，
ICG)
在
808nm
处具有较强的近红外
(NIR)
光吸收，因其优异的生物相容性和光热性能而受到研究人员的关注
。
在近红外照射下，
ICG
将能量传递给周围的氧分子，产生化学活性活性氧
(ROS)
，与生物膜相互作用，通过氧化应激破坏细菌复制的结构，损伤细菌膜的完整性，从而杀死细菌
。
[0005]在规避抗生素所产生的耐药问题时
。
当前大多采用单一光热疗法或光动力疗法来避开细菌的耐药
。
但单一光热疗法治疗温度高达
70℃
，在治疗的同时可能会导致正常组织受损
。
而单一光动力治疗要大量的活性氧
(ROS)
来杀伤细菌，但过量的活性氧可能对感染组织周边诱导炎症使正常组织坏死
。
此外，活性氧需要消耗氧气来转化的产生，对氧气的消耗会导致伤口组织缺氧，且由于缺氧，活性氧浓度也会下降，使
PDT
的效果不佳
。
[0006]若光热疗法协同光动力疗法用于抗菌，那么在近红外光的照射下，可降低治疗温度，减少对活性氧的需求，杀菌消炎，促进伤口创面的愈合修复
。
然而，光热光动力协同疗法
应用于伤口敷料的研究还少有报道，而在治疗的伤口表面纳米粒子容易流失，导致抗菌效果大幅下降
。

技术实现思路

[0007]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种具有光热
/
光动力协同抗菌活性的水凝胶敷料及其制备方法
。
本专利技术通过将具有光动力
(PDT)
治疗能力的吲哚菁绿
(ICG)
和具有光热治疗能力的铂掺杂的中空普鲁士蓝纳米颗粒
Pt
‑
HPB
作为光敏剂，与水凝胶结合，通过具有良好的水分散性的水凝胶对这些抗菌纳米颗粒进行支撑，制备出了一种具有光热光动力协同抗菌能力的复合水凝胶，作为伤口感染的抗菌治疗及促伤口修复的医用敷料
。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0009]一种具有光热
/
光动力协同抗菌活性的水凝胶敷料的制备方法，具体步骤如下：
[0010]步骤一
、
制备聚赖氨酸修饰的铂掺杂的中空普鲁士蓝纳米颗粒
(PL&Pt
‑
HPB)
；
[0011]步骤二
、
制备
BSA
修饰的
ICG
纳米颗粒
(BSA&ICG)
；
[0012]步骤三
、
制备氧化海藻酸钠
(OSA)
；
[0013]步骤四
、
制备具有光热
/
光动力协同抗菌活性的水凝胶敷料
(Pt
‑
HPB
‑
BSA&ICG@Gel)。
[0014]步骤一中，制备聚赖氨酸修饰的铂掺杂的中空普鲁士蓝纳米颗粒的具体步骤为：
[0015]1)
制备普鲁士蓝金属有机框架纳米粒子
(PB)
[0016]称取
3g
聚乙烯吡咯烷酮
(PVP)
置于
100mL
烧瓶中，加入
40mL 0.01M HCl
溶液并搅拌至液体澄清，加入
K3[Fe(CN)6]·
3H2O
后室温搅拌
1h
，然后将混合溶液置于油浴锅中加热至
80℃
持续
20
小时
。
待反应结束后，冷却至室温，经离心洗涤和冷冻干燥后，获得普鲁士蓝金属有机框架纳米粒子
(PB)
，置于
4℃
储存备用；
K3[Fe(CN)6]·
3H2O
与聚乙烯吡咯烷酮的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种具有光热
/
光动力协同抗菌活性的水凝胶敷料的制备方法，其特征在于，该方法的具体步骤如下：步骤一
、
制备聚赖氨酸修饰的铂掺杂的中空普鲁士蓝纳米颗粒；步骤二
、
制备牛血清白蛋白修饰的吲哚菁绿纳米颗粒；步骤三
、
制备氧化海藻酸钠；步骤四
、
制备具有光热
/
光动力协同抗菌活性的水凝胶敷料；其中，步骤四
、
制备具有光热
/
光动力协同抗菌活性的水凝胶敷料的步骤为：称取
200mg
步骤三制备的氧化海藻酸钠，加入
1mL
蒸馏水溶解，得到氧化海藻酸钠溶液，称取
80
μ
g
步骤一制备的聚赖氨酸修饰的铂掺杂的中空普鲁士蓝纳米颗粒和2μ
g
步骤二制备的牛血清白蛋白修饰的吲哚菁绿纳米颗粒加入氧化海藻酸钠溶液，并使用
HCl
调
pH
至
7.5
～
8.0
，称取
200mg
聚赖氨酸溶于
1mL
蒸馏水中，待完全溶解后，通过涡旋将聚赖氨酸溶液与氧化海藻酸钠混合液混匀并充分搅拌
20s
，制得具有光热
/
光动力协同抗菌活性的水凝胶敷料
。2.
根据权利要求1所述的具有光热
/
光动力协同抗菌活性的水凝胶敷料的制备方法，其特征在于，步骤一中，制备聚赖氨酸修饰的铂掺杂的中空普鲁士蓝纳米颗粒的具体步骤为：
1)
制备普鲁士蓝金属有机框架纳米粒子称取
3g
聚乙烯吡咯烷酮置于
100mL
烧瓶中，加入
40mL0.01M HCl
溶液并搅拌至液体澄清，加入
K3[Fe(CN)6]
·
3H2O
后室温搅拌
1h
，然后将混合溶液置于油浴锅中加热至
80℃
持续
20
小时；待反应结束后，冷却至室温，经离心洗涤和冷冻干燥后，获得普鲁士蓝金属有机框架纳米粒子，置于
4℃
储存备用；
K3[Fe(CN)6]
·
3H2O
与聚乙烯吡咯烷酮的质量比为
1:(20
～
23)
；
2)
制备中空普鲁士蓝纳米颗粒称取
100mg
聚乙烯吡咯烷酮放置于
100mL
烧杯中，加入
20mL1M HCl
溶液溶解，搅拌至澄清，称取
20mg
步骤
1)
制备的普鲁士蓝金属有机框架纳米粒子加入混合溶液，搅拌
1h
后转移至
60mL
马弗炉内胆中，以
140℃
持续煅烧
4h
，待自然冷却后，经离心洗涤和冷冻干燥后获得中空普鲁士蓝纳米颗粒，置于
4℃
储存备用；
3)
制备
Pt
掺杂的中空普鲁士蓝纳米颗粒在
100mL
烧瓶中，称取
50mg
步骤
2)
获得的中空普鲁士蓝纳米颗粒和氯铂酸与
20mL
乙醇溶液混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：邴薇，吴辉繁，李稳，
申请(专利权)人：长春工业大学，
类型：发明
国别省市：