可编程免疫活性碳纤维-二硫化钼复合材料在制备伤口愈合药物上的应用

1.本发明涉及一种复合材料的新用途，具体涉及一种可编程免疫活性碳纤维-二硫化钼复合材料在制备伤口愈合药物上的应用。


背景技术：

2.碳纤维(cf)/二硫化钼(mos2)复合材料是新世纪以来得到广泛关注的可持续性清洁能源，其被广泛的应用在电催化析氢领域，如万萌等.无机化学学报,2017,33(04):595-600；李伟彬等.材料科学与工程学报,2015,33(03):410-414；公开号为cn110961122a的中国专利等等。该复合材料多利用mos2纳米片的高催化活性和cf的高比表面积、良好的稳定性以及高电导率等特点，用于研究不同形貌和结构的复合材料在电催化析氢方面的应用。但截止目前现有技术中没有发现将该杂化材料用于调控伤口愈合的。
3.伤口的难以愈合严重威胁着全世界人民的健康，伤口处的细菌感染容易引起红肿、发烧，重则甚至可能引发肺炎、败血症等多种并发症，因此迫切需要开发新的治疗药物和疗法，来预防伤口感染并加快伤口愈合。虽然目前有一些材料能够用于抗菌或促进伤口处的细胞增殖和血管生成，但都只是在伤口愈合中的个别阶段有促进作用，而伤口愈合的整个过程是连续且复杂的，只促进单一的某个阶段无法达到最优的治疗效果。总而言之，目前大多数报道的用于伤口治疗的材料不能同时满足合成工艺简单、生物相容性良好、抗菌能力强、利于细胞增殖从而高效加速伤口愈合的要求。


技术实现要素：

4.本发明要解决现有技术中的技术问题，发现了一种在伤口愈合过程中具有多重功能的新型复合材料，提供一种可编程免疫活性碳纤维(acf)-二硫化钼(mos2)复合材料在制备伤口愈合药物上的应用。
5.为了解决上述技术问题，本发明的技术方案具体如下：
6.本发明提供一种可编程免疫acf-mos2复合材料在制备伤口愈合药物上的应用。
7.优选的，所述acf-mos2复合材料中mo元素的含量为68.02ppm。
8.优选的，所述acf-mos2复合材料的制备过程如下：
9.步骤1、acf的制备
10.将碳纤维(cf)在丙酮溶液中回流后在浓硝酸中浸泡，并用纯水洗涤至中性，得到acf；
11.步骤2、acf-mos2复合材料的制备
12.使用n,n-二甲基甲酰胺(dmf)作为溶剂和还原剂，(nh4)2mos4作为钼和硫的前体，对步骤1制备的acf进行mos2功能化，制备得到所述acf-mos2复合材料。
13.进一步优选的，步骤1中回流的时间为10h。
14.进一步优选的，步骤1中在浓硝酸中浸泡的时间为4h。
15.优选的，acf-mos2材料的制备的一种具体实施方式为：
16.取300mgacf与150mg的(nh4)2mos4置于15ml dmf和15ml纯水的混合物中获得均质溶液，然后将该溶液转移到50ml聚苯内衬不锈钢高压釜中，并在220℃下保持12h；最后，将得到的黑色产物acf-mos2复合材料分别用乙醇和去离子水冲洗三次并在纯水溶液中重新分散。
17.进一步优选的，在转速为500rpm的条件下搅拌获得均质溶液。
18.本发明的有益效果是：
19.本发明首次发现acf-mos2复合材料能够通过光控智能调节巨噬细胞极化来控制伤口处于炎症阶段和增殖阶段的时间，从而高效促进伤口愈合。本发明开拓了acf-mos2复合材料的新用途，为探索具有多重功能的新型复合材料提供了新的思路。acf-mos2复合材料，其结合了acf和mos2各自的优点，集光热性能、导热性能、模拟酶活性、生物相容性等优异性能于一身，在伤口愈合前期高效杀菌并促炎；在伤口愈合后期消除伤口部位的氧化应激并促进细胞增殖和组织重建，加速伤口愈合。
附图说明
20.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
21.图1为本发明制备的acf-mos2复合材料的结构表征图，其中(a-c)分别表示：acf(a)和acf-mos2(b)的sem图像以及单个acf-mos2(c)的sem图像；(d-f)分别表示：与(c)对应的s元素(d)、mo元素(e)以及s元素和mo元素叠加(f)的eds图谱。
22.图2为acf-mos2复合材料对巨噬细胞极化的影响图，其中(a-c)分别表示：(a)：通过流式细胞术分析不同条件处理后各组(1:control；2:acf；3:mo s2；4:acf-mos2；5:control+laser；6:acf+laser；7:mos2+nirlaser；8:acf-mo s2+laser)巨噬细胞极化的情况；(b)：根据(a)获得的各组中m1和m2型巨噬细胞的百分比；(c)：根据(a)获得的各组中m1和m2巨噬细胞的比值。
23.图3为acf-mos2复合材料调节巨噬细胞极化的原理图。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.实施例1mos2纳米材料的制备
26.首先使用分析天平称取150mg(nh4)2mos4通过强力磁搅拌(500rpm)溶解到30ml纯水中获得均质溶液，然后将溶液转移到50ml聚苯内衬不锈钢高压釜中，并在220℃下保持12h。最后，将得到的黑色产物(mos2纳米材料)分别用乙醇和去离子水洗涤三次并在纯水溶液中重新分散以进一步使用。
27.实施例2acf-mos2复合材料的制备
28.首先将碳纤维(cf)在丙酮溶液中回流10h后在浓硝酸中浸泡约4h，并用纯水洗涤至中性，得到活性碳纤维(acf)。使用n,n-二甲基甲酰胺(dmf)作为溶剂和还原剂，(nh4)2mos4作为钼和硫的前体，对acf进行mos2功能化。具体步骤包括：通过强磁搅拌(500rpm)取300mg前面得到的acf与150mg(nh4)2mos4一起置于15ml dmf和15ml纯水的混合物中获得均质溶液，然后将溶液转移到50ml聚苯内衬不锈钢高压釜中，并在220℃下保持12h。最后，将得到的黑色产物(acf-mos2复合材料)分别用乙醇和去离子水冲洗三次并在纯水溶液中重新分散以进一步使用。通过电感耦合等离子体发射光谱仪(icp)测试得出acf-mos2溶液中mo元素的含量为68.02ppm。
29.图1为上述制备的acf-mos2复合材料的结构表征图，其中(a-c)分别表示：acf(a)和acf-mos2(b)的sem图像以及单个acf-mos2(c)的sem图像；(d-f)分别表示：与(c)对应的s元素(d)、mo元素(e)以及s元素和mo元素叠加(f)的eds图谱。由图1(a-b)可以看出，mos2被成功负载到acf表面；(c-f)也显示出了s元素和mo元素在acf表面的均匀分布，进一步证明acf-mos2复合材料的成功制备。
30.实施例3研究acf-mos2复合材料对巨噬细胞极化的影响
31.将raw264.7细胞(小鼠单核巨噬细胞白血病细胞)铺在6孔板中培养24h，然后用等量的不同材料(control，acf，mos2，acf-mos2)处理细胞并对部分组进行nir(0.75w/cm2)光照处理。继续培养6h之后，用pbs清洗细胞两次，将细胞裂解并离心下来(1000rpm，6min)。收集不同条件诱导处理的raw 264.7细胞，使用流式细胞仪分别检测各组表面标志抗原cd80(m1巨噬细胞标记物)和cd206(m2巨噬细胞标记物)的表达。
32.图2为acf-mos2复合材料对巨噬细胞极化的影响图，其中(a-c)分别表示：(a)：通过流式细胞术分析不同条件处理后各组(1:control；2:acf；3:mo s2；4:acf-mos2；5:control+laser；6:acf+laser；7:mos2+laser；8:acf-mos2+laser)巨噬细胞极化的情况；(b)：根据(a)获得的各组中m1和m2型巨噬细胞的百分比；(c)：根据(a)获得的各组中m1和m2巨噬细胞的比值。图2(a)显示：在808nm激光照射下，各组m1型巨噬细胞的比例均高于m2型巨噬细胞，其中acf+laser，mos2+laser和acf-mos2+laser组m1型巨噬细胞的比例分别提升到30％，34.7％和42.6％，表明nir光照具有促进巨噬细胞往m1极化的作用，且由于acf-mos2复合材料的光热性能最优，它促进巨噬细胞往m1极化的作用也最强。而没有光照条件下，各组m2型巨噬细胞的比例高于m1型巨噬细胞，control，acf，mos2和acf-mos2组m2型巨噬细胞的比例分别为23.1％，27.1％，29.2％和33.2％，这得益于mos2的模拟酶活性。另外，各组m1型巨噬细胞与m2型巨噬细胞占比的量化以及m1型巨噬细胞与m2型巨噬细胞的比值分别如图2(b)和(c)所示。这些结果证明了acf-mos2复合材料具有可控调节巨噬细胞极化的能力，其原理图参见图3。
33.综上所述，本发明首次发现具优异生物相容性的协同治疗系统acf-mos2复合材料可以用于方便、快速和高效的伤口治疗。基于mos2本身的光热性能和acf良好的导热性，acf-mos2复合材料具有比单一的acf或mos2更高的光热转换能力。在伤口治疗前期，acf-mos2复合材料的光热性质诱导伤口处的巨噬细胞极化为m1表型，高效杀菌并促炎；在治疗后期，mos2的模拟酶活性促使巨噬细胞极化为m2表型，同时acf的延展性起到了一个“支架”的作用，一起促进细胞增殖和组织重建，加速伤口愈合。这种能调节巨噬细胞极化的光控智能体系在伤口治疗中具有很大前景。本发明实验研究发现在近红外(nir)光照下，acf-mos2复合材料可以对伤口部位进行高效杀菌并促炎；停止光照后，acf-mos2复合材料又可在伤口愈合后期促进细胞增殖和组织重建。本实验结果显示，acf-mos2复合材料可通过光控智
能调节巨噬细胞极化从而加速伤口愈合。
34.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。