【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及纳米材料抗菌，具体涉及一种二氧化铈多功能纳米酶材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、目前细菌感染仍是全球范围内重大公共卫生问题，可引起多种人类疾病。随着新型抗生素开发的减少以及抗生素的长期过度使用，多重耐药(multi-drug resistance，mdr)细菌在全球迅速传播。细菌通过表达能够降解、修饰或灭活各抗生素的酶(如β-内酰胺酶)、修饰抗生素靶标(如通过氨基酸突变或翻译后修饰)、改变细胞壁组成，限制药物的摄取和药物外排等途径对抗生素产生耐药性。除多重耐药外，细菌生物被膜的形成也是抗菌治疗过程中的一大难题。生物被膜的形成往往导致感染反复发生或慢性迁延，甚至形成难治性感染，如感染性心内膜炎、糖尿病创面感染和骨髓炎等。在机体对抗细菌感染过程中，短时间内产生的少量活性氧(ros)能够对抗细菌，但当感染长期存在或脓毒症等疾病短期内产生大量ros和活性氮(rns)，超过机体清除能力时，过量的ros可通过氧化损伤、炎症级联启动和全身紊乱对宿主造成损伤。其中，具有代表性的难治性感染就是糖尿病创面感染，糖尿病创面处由于高血糖易导致多种细菌混合感染，且糖尿病患者白细胞趋化作用和吞噬作用缺陷，创面处细菌易形成难以清除的生物被膜，长期使用抗生素易导致耐药菌产生；创面处细菌感染与血液中高浓度的晚期糖基化终末产物又进一步导致大量活性氧和活性氮生成，从而阻止伤口愈合。
2、针对以上问题，目前已有研究将纳米酶应用于抗菌治疗，纳米酶可以发挥其类酶特性破坏细菌及生物被膜，其与传统抗生素抗菌机制显著不同，能够有效规避抗生素的耐药
3、虽然ceo2nps具有良好的类酶活性，但人体内包括感染组织中h2o2含量有限，纳米酶无法产生足量的ros清除病灶部位的细菌。因此需要寻找一种可替代h2o2的底物，使其能够发挥过氧化物酶(pod)活性发生类芬顿反应产生羟自由基(·oh)，实现抗菌功能。
技术实现思路
1、鉴于目前存在的上述不足，本专利技术提供一种二氧化铈多功能纳米酶材料及其制备方法和应用。本专利技术二氧化铈多功能纳米酶材料通过介孔二氧化铈纳米颗粒的多孔结构负载青蒿琥酯，负载有青蒿琥酯的介孔二氧化铈纳米颗粒包覆透明质酸。其中，青蒿琥酯提供过氧桥结构，作为芬顿反应的底物；透明质酸一方面可以被病灶部位细菌分泌的透明质酸酶降解，使ach在感染部位浓度增加，从而启动级联反应产生ros清除细菌；另一方面可以提高药物的化学稳定性和生物相容性。在细菌感染及生物被膜部位的酸性条件下，ach能通过类pod酶活性产生ros杀灭细菌，并通过类卤代过氧化物酶(hpo)活性反应产生次卤酸抑制群体感应，从而实现抗菌和抗生物膜作用。在生理条件下，ach通过类超氧化物歧化酶(sod)和类过氧化氢酶(cat)活性发挥抗氧化作用，在杀菌的同时有效清除多余的活性氧，产生氧气，实现抗氧化功能，促进组织的愈合。
2、为了达到上述目的，本专利技术提供了一种二氧化铈多功能纳米酶材料，所述二氧化铈多功能纳米酶材料包括介孔二氧化铈，所述介孔二氧化铈的内部负载有青蒿琥酯(art)，负载有青蒿琥酯的介孔二氧化铈包覆有透明质酸层。
3、基于同一专利技术构思，本专利技术还提供了上述二氧化铈多功能纳米酶材料的制备方法，包括以下步骤：
4、步骤1：将凝胶配体与ce源在介孔模板的作用下，经超声分散后，在一定温度下形成溶胶，再经煅烧处理，获得介孔二氧化铈；
5、步骤2：将介孔二氧化铈溶于溶剂a中，并加入青蒿琥酯，经超声溶解、搅拌、离心、收集沉淀，得到负载青蒿琥酯的介孔二氧化铈；
6、步骤3：将透明质酸溶于溶剂b中，并向其中加入负载青蒿琥酯的介孔二氧化铈，经搅拌、离心、沉淀、洗涤、干燥，使得透明质酸包覆负载有青蒿琥酯的介孔二氧化铈，即得到二氧化铈多功能纳米酶材料。
7、依照本专利技术的一个方面，在步骤1中，所述凝胶配体为柠檬酸钠、edta、三偏磷酸钠中的任意一种或多种；ce源为ce(no3)3、cecl3、ce(oh)3、ce2(c2o4)3、ceh2so4中的任意一种或多种；所述介孔模板为ctab、pvp、f127中的任意一种或多种。
8、依照本专利技术的一个方面，在步骤1中，形成溶胶的温度为65-85℃，时间为6-10h；所述煅烧温度为250-300℃，时间为2-3h。
9、依照本专利技术的一个方面，步骤1具体为：将凝胶配体、ce源、少量的ni、co或pt的前体化合物在介孔模板的作用下，经超声分散后，在一定温度下形成溶胶，再经煅烧处理，获得介孔二氧化铈；其中，少量的ni、co或pt的前体化合物中ni、co或pt的质量为ce源中ce的质量的3-5％。
10、需要说明的是，加入少量的的ni、co或pt的前体化合物可以制备出氧空位缺失的介孔二氧化铈纳米颗粒，其可以提高二氧化铈的催化效率。
11、依照本专利技术的一个方面，ni的前体化合物为ni(no3)2·6h2o，co的前体化合物为co(no3)2·6h2o，pt的前体化合物为h2ptcl6。
12、依照本专利技术的一个方面，在步骤2中，所述溶剂a包括无水乙醇、甲醇、dmso、dmf中的任意一种或多种。
13、依照本专利技术的一个方面，在步骤3中，所述溶剂b包括ddh2o、乙醇、dmf中的任意一种或多种。
14、基于同一专利技术构思，本专利技术还公开了上述二氧化铈多功能纳米酶材料或上述制备方法制备得到的二氧化铈多功能纳米酶材料在制备抗菌治疗药物中的应用。
15、依照本专利技术的一个方面，所述抗菌治疗药物为糖尿病感染创面治疗药物。
16、本专利技术的制备机理：
17、本专利技术的二氧化铈与介孔模板混合，再经过高温煅烧(烧掉介孔模板)后，得到介孔二氧化铈；通过静电吸附作用，青蒿琥酯负载在介孔二氧化铈内部；通过透明质酸的羧基与金属铈配位形成稳定的透明质酸涂层。
18、本专利技术的有益效果：
19、(1)本专利技术的二氧化铈多功能纳米酶材料通过ceo2-xnps类酶活性催化art中的过氧键(-o-o-)，不依赖h2o2且自发产生ros清除细菌；
20、(2)本专利技术的二氧化铈多功能纳米酶材料(ach)是一种安全有效的、具有良好细胞生物相容性的材料；
21、(3)本专利技术的二氧化铈多功能纳米酶材料(ach)能促进感染性糖尿病创面愈合。
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1.一种二氧化铈多功能纳米酶材料，其特征在于，所述二氧化铈多功能纳米酶材料包括介孔二氧化铈，所述介孔二氧化铈的内部负载有青蒿琥酯，负载有青蒿琥酯的介孔二氧化铈包覆有透明质酸层。
2.根据权利要求1所述的二氧化铈多功能纳米酶材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的二氧化铈多功能纳米酶材料的制备方法，其特征在于，在步骤1中，所述凝胶配体为柠檬酸钠、EDTA、三偏磷酸钠中的任意一种或多种；Ce源为Ce(NO3)3、CeCl3、Ce(OH)3、Ce2(C2O4)3、CeH2SO4中的任意一种或多种；所述介孔模板为CTAB、PVP、F127中的任意一种或多种。
4.根据权利要求2所述的二氧化铈多功能纳米酶材料的制备方法，其特征在于，在步骤1中，形成溶胶的温度为65-85℃，时间为6-10h；所述煅烧温度为250-300℃，时间为2-3h。
5.根据权利要求2所述的二氧化铈多功能纳米酶材料的制备方法，其特征在于，步骤1具体为：将凝胶配体、Ce源、少量的Ni、Co或Pt的前体化合物在介孔模板的作用下，经超声分散后，在一
6.根据权利要求5所述的二氧化铈多功能纳米酶材料的制备方法，其特征在于，Ni的前体化合物为Ni(NO3)2·6H2O，Co的前体化合物为Co(NO3)2·6H2O，Pt的前体化合物为H2PtCl6。
7.根据权利要求2所述的二氧化铈多功能纳米酶材料的制备方法，其特征在于，在步骤2中，所述溶剂A包括无水乙醇、甲醇、DMSO、DMF中的任意一种或多种。
8.根据权利要求2所述的二氧化铈多功能纳米酶材料的制备方法，其特征在于，在步骤3中，所述溶剂B包括ddH2O、乙醇、DMF中的任意一种或多种。
9.一种如权利要求1所述的二氧化铈多功能纳米酶材料或权利要求2-8任一所述的制备方法制备得到的二氧化铈多功能纳米酶材料在制备抗菌治疗药物中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述抗菌治疗药物为糖尿病感染创面治疗药物。
...【技术特征摘要】
1.一种二氧化铈多功能纳米酶材料，其特征在于，所述二氧化铈多功能纳米酶材料包括介孔二氧化铈，所述介孔二氧化铈的内部负载有青蒿琥酯，负载有青蒿琥酯的介孔二氧化铈包覆有透明质酸层。
2.根据权利要求1所述的二氧化铈多功能纳米酶材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的二氧化铈多功能纳米酶材料的制备方法，其特征在于，在步骤1中，所述凝胶配体为柠檬酸钠、edta、三偏磷酸钠中的任意一种或多种；ce源为ce(no3)3、cecl3、ce(oh)3、ce2(c2o4)3、ceh2so4中的任意一种或多种；所述介孔模板为ctab、pvp、f127中的任意一种或多种。
4.根据权利要求2所述的二氧化铈多功能纳米酶材料的制备方法，其特征在于，在步骤1中，形成溶胶的温度为65-85℃，时间为6-10h；所述煅烧温度为250-300℃，时间为2-3h。
5.根据权利要求2所述的二氧化铈多功能纳米酶材料的制备方法，其特征在于，步骤1具体为：将凝胶配体、ce源、少量的ni、co或pt的前体化合物在介孔模板...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢辉，陈霞，吴阳，陈贝，晏群，
申请(专利权)人：中南大学湘雅医院，
类型：发明
国别省市：
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