一种用于糖尿病伤口愈合刺猬花状纳米酶水凝胶制造技术

本发明专利技术提供了一种用于糖尿病伤口愈合刺猬花状纳米酶水凝胶，本发明专利技术合成了一种既有刺猬花状结构的人工巨噬细胞，又有双原子催化中心的纳米酶（

【技术实现步骤摘要】
一种用于糖尿病伤口愈合刺猬花状纳米酶水凝胶


[0001]本专利技术涉及纳米材料抗菌
，具体为一种用于糖尿病伤口愈合刺猬花状纳米酶水凝胶
。

技术介绍

[0002]糖尿病伤口不断受到过量活性氧（
ROS
）积累
、
持续炎症和易受细菌污染的挑战
。
更为严重的是，由于高血糖的伤口微环境暴露，约
90 %
的患者伤口中存在生物被膜感染，延长了炎症期，最终导致伤口恶化伴随着缺氧
、
严重的细菌感染和高血糖浓度，持续的炎症反应阻碍了糖尿病创面的愈合
。
糖尿病创面的临床治疗包括血糖管理
、
手术清创
、
移植物移植
、
控制细菌感染
、
创面敷料
。
然而，目前仍然没有一致有效且广泛适用的治疗方法来治疗慢性难愈合糖尿病创面
。
因此，在靶向糖尿病伤口的内在微环境中同时杀灭细菌
、
清除生物被膜
、
清除局部
ROS
和促进伤口愈合是一种很有前景的治疗手段
。
[0003]目前，在化学动力学疗法（
CDT
）中，通过人工纳米酶产生有毒的活性氧也被探索为有希望的替代抗菌策略
。
然而，由于纳米酶的催化活性较低，在很低的浓度下，纳米酶解决当前问题的可行性仍然不尽如人意，而在高浓度下使用纳米酶往往会导致生物相容性的严重问题
。<br/>因此，探索更多可用的基于
ROS
的纳米酶方法来对抗细菌，在当前的纳米材料和生物医学科学中具有重要意义
。
[0004]巨噬细胞在伤口愈合的炎症
、
消毒和重建阶段起着至关重要的作用
。
巨噬细胞可通过依次捕获
、
吞噬和杀伤作用有效地杀灭细菌
。
巨噬细胞表面粗糙，有微皱褶
、
突起和识别受体，有利于细菌的检测和捕获
。
具有多重纳米酶活性的纳米材料结合葡萄糖氧化酶用于糖尿病伤口治疗时，第一阶段通过葡萄糖氧化酶氧化伤口葡萄糖的消耗产生饥饿疗法，同时葡萄糖被氧化为葡萄糖酸及
H2O2，激发了纳米酶的过化氧化酶活性产生
ROS
，对伤口的细菌进行杀菌，第二阶段，随着伤口
pH
变化，纳米酶的拟过氧化氢酶（
CAT
）活性，将
H2O2转变为伤口恢复所需
O2，第三阶段利用纳米酶超氧化物歧化酶（
SOD
）活性清除伤口过多的自由基，达到伤口愈合目的
。
但由于第一阶段细菌的清除效果有限，致使后续治疗效果不佳，仅靠纳米酶的过化氧化酶活性产生
ROS
不足以清除伤口细菌
。
[0005]本专利技术通过纳米酶材料具有的刺猬状人工巨噬细胞能够很好的捕获细菌，再利用纳米酶具有的多重酶活性，尤其是卤代过氧化物酶，能够很好清除伤口生物膜及细菌，达到“捕获和杀死”效果
。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供了一种用于糖尿病伤口愈合刺猬花状纳米酶水凝胶，本专利技术合成了一种既具有刺猬花状结构的人工巨噬细胞，又具有双原子催化中心的纳米酶（
VSS
‑
CNR/Ce,Ni
‑
N
‑
C
），用于“捕获和杀死”细菌和糖尿病伤口愈合
。
实验研究表明，合成的纳米酶通过刺猬花状形貌和产生大量
·
OH
，
·
O2‑ꢀ
和1O2来有效地捕获和杀死细菌，这归因于纳米酶的过氧化物酶（
POD
）和卤代过氧化物酶（
HPO
）活性，当
H2O2为
95
μ
mol/L
，
NH4Br
为
37
μ
g/mL
时，最低抑
制浓度达到
7.5 μ
g/mL
（
POD
）和
4.0 μ
g/mL
（
HPO
）
。
将负载葡萄糖氧化酶
GOx
的纳米酶锚定在水凝胶上，与
pH
响应葡萄糖引发的级联反应，具有内在的模拟过氧化物酶
、
卤代过氧化物酶
、
过氧化氢酶和超氧化物歧化酶活性，用于高效清除生物膜和细菌感染的糖尿病伤口愈合，取得了满意的效果
。
[0007]本专利技术制备用于糖尿病伤口愈合刺猬花状纳米酶水凝胶，按以下步骤进行：（1）刺猬状人工巨噬细胞纳米材料（
VSS
‑
CNR
）制备：
0.20
‑
0.30 g
的乙酸锌二水合物溶解于
50
‑
60mL
甲醇中，超声处理
10
‑
20min
，加入
0.05
‑
0.08 g 2,5
‑
二羟基对苯二甲酸溶解于
20
‑
25mL
甲醇溶液，超声处理
20
‑
30min
后，离心，固体用纯净水洗涤三次后，分散于含
25
ꢀ‑
30mg
尿素的
15
‑
20mL
纯净水中后，将溶液转移至反应器中，置于马弗炉中，于
175
‑
180℃
烧制
24h。
冷却后用纯净水和甲醇交替洗涤，与
80℃
烘箱干燥后
10
‑
12h
后，置于管式炉中，
1000℃
高温煅烧2ꢀ‑
3h
后，用
1mol/L
的
HCl
洗涤后，真空干燥得
SS
‑
CNR
；将
0.05
‑
0.06g
的
SS
‑
CNR
加入5‑
8mL
纯净水中，并在搅拌下加入
0.5
ꢀ‑ꢀ
0.8mL
浓度为
0.1mol/L
的
NH4VO3，搅拌1‑
1.5h
后加入含
50
‑
60mg
的
NaBH
4 1
‑
2mL
浓度为
3mol/L
的氢氧化钠溶液，搅拌4‑
5h
，用纯净水洗三次，离心分离后，固体于真空干燥即得
VSS
‑
CNR
；（2）
Ce,Ni...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于糖尿病伤口愈合刺猬花状纳米酶水凝胶，其特征在于，制备步骤如下：（1）刺猬状人工巨噬细胞纳米材料（
VSS
‑
CNR
）制备：
0.20
‑
0.30g
的乙酸锌二水合物溶解于
50
‑
60mL
甲醇中，超声处理
10
‑
20min
，加入
0.05
‑
0.08g 2,5
‑
二羟基对苯二甲酸溶解于
20
‑
25mL
甲醇溶液，超声处理
20
‑
30min
后，离心，固体用纯净水洗涤三次后，分散于含
25
ꢀ‑
30mg
尿素的
15
‑
20mL
纯净水中后，将溶液转移至反应器中，置于马弗炉中，于
175
‑
180℃
烧制
24h。
冷却后用纯净水和甲醇交替洗涤，与
80℃
烘箱干燥后
10
‑
12h
后，置于管式炉中，
1000℃
高温煅烧2‑
3h
后，用
1mol/L
的
HCl
洗涤后，真空干燥得
SS
‑
CNR
；将
0.05
‑
0.06g
的
SS
‑
CNR
加入5‑
8mL
纯净水中，并在搅拌下加入
0.5
‑
0.8mL
浓度为
0.1mol/L
的
NH4VO3，搅拌1‑
1.5 h
后加入含
50
‑
60mg
的
NaBH
4 1
‑
2mL
浓度为
3mol/L
的氢氧化钠溶液，搅拌4‑
5h
，用纯净水洗三次，离心分离后，固体于真空干燥即得
VSS
‑
CNR
；（2）
Ce,Ni
‑
N
‑
C
合成：称取
0.25
‑
0.26g (Ce(NH4)2(NO3)6、0.45
‑
0.50gNiCl2、5
‑
6g 四羧基苯基卟啉（
TCPP
）和
30
‑
40mL
甲醇，室温下搅拌...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨亚玲，李秋兰，杨德志，
申请(专利权)人：云南伦扬科技有限公司，
类型：发明
国别省市：