一种光动力抗菌敷料及其制备方法

本发明属于生物医用材料，具体来说，涉及一种光动力抗菌敷料及其制备方法。

背景技术：

1、抗生素的滥用及误用导致细菌耐药性的出现，为了应对细菌耐药危机，迫切需要发展不依赖于抗生素的新型抗菌策略。光动力治疗(pdt)凭借其毒性低、时空可控、广谱抗菌、不易引起耐药性等优点在细菌感染治疗方面展现出巨大潜力。根据光学性能和结构特点，光敏剂主要分为聚集引发淬灭型光敏剂(acq)和聚集诱导发光型光敏剂(aie)。acq往往受限于聚集诱导淬灭效应，量子产率低的问题；aie存在ros产率低和细菌靶向性差的问题。同时光敏剂对分子氧浓度高度依赖也限制了光动力抗菌治疗。

技术实现思路

1、本发明针对上述不足，提供一种光动力抗菌敷料及其制备方法，该敷料具有优良的抗菌作用，能够加速伤口愈合。

2、为解决上述技术问题，本发明实施例采用如下技术方案：

3、第一方面，本发明实施例提供一种光动力抗菌敷料的制备方法，包括以下步骤：

4、步骤10)将电子供体化合物和电子受体化合物加入有机反应溶剂中，再加入催化剂，搅拌进行聚合反应，过滤、洗涤并干燥，得到第一中间产物；所述电子供体化合物为带有羧基的acq光敏剂；所述电子受体化合物为带有氨基的aie光敏剂；

5、步骤20)将第一中间产物、亚铁盐和乌洛托品加入去离子水中，超声分散后进行水热反应，过滤、洗涤并干燥，得到第二中间产物；

6、步骤30)将第二中间产物和医用聚氨酯加入n,n-二甲基甲酰胺中，制得第一纺丝液；采用第一纺丝液进行静电纺丝，得到活性氧抗菌膜；

7、步骤40)将超氧化物歧化酶加入聚乙烯醇溶液中，制得第二纺丝液；采用第二纺丝液进行静电纺丝，得到强化膜；

8、步骤50)采用蛋白胶将强化膜与活性氧抗菌膜粘合，真空干燥，得到光动力抗菌敷料。

9、作为本发明实施例的进一步改进，所述电子供体化合物为二氢卟吩e6。

10、作为本发明实施例的进一步改进，所述电子受体化合物为2,2-双(4-氨基苯基)六氟丙烷、3,3'-(全氟丙-2,2-二基)二苯胺和2,2-双(3-氨基-4-甲苯基)六氟丙烷中的一种。

11、作为本发明实施例的进一步改进，所述有机反应溶剂为吡啶；所述催化剂为1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺和n-羟基丁二酰亚胺两种组合。

12、作为本发明实施例的进一步改进，所述步骤10)中，电子供体化合物、电子受体化合物、吡啶、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺和n-羟基丁二酰亚胺的用量比例为20.6～31.0mg︰18.0～26.9mg︰10ml︰16.0～24.0mg︰

13、3.0～4.5mg。

14、作为本发明实施例的进一步改进，所述亚铁盐为七水硫酸亚铁、四水氯化亚铁和四水醋酸亚铁中的一种；所述步骤20)中，第一中间产物、亚铁盐、乌洛托品和去离子水的用量比例80～120mg︰17.1～25.7mg︰10.0～15.0mg︰10ml。

15、作为本发明实施例的进一步改进，所述步骤30)中，第三中间产物、医用聚氨酯和n,n-二甲基甲酰胺的用量比例为80～120mg︰1.5～2.0g︰15～20ml。

16、作为本发明实施例的进一步改进，所述步骤40)中，超氧化物歧化酶和聚乙烯醇溶液的用量比例为0.1～0.3g︰10～20ml；所述超氧化物歧化酶活力为2000～20000u/mg；所述聚乙烯醇溶液的浓度为150～180g/l。

17、作为本发明实施例的进一步改进，所述步骤50)中，在采用蛋白胶将强化膜与活性氧抗菌膜粘合前，先采用戊二醛与盐酸的混合蒸汽熏蒸强化膜。

18、第二方面，本发明实施例提供一种光动力抗菌敷料，采用上述制备方法制得。

19、与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：

20、(1)本发明实施例中，将带有羧基的acq光敏剂作为母核和电子供体，带有氨基的aie光敏剂作为电子受体，进行聚合反应，使得aie光敏剂酰胺化，同时还形成共价有机框架(cofs)，生成第一中间产物。第一中间产物结合了acq光敏剂和aie光敏剂各自的优点，同时互补了缺点，不易聚集，具有高荧光强度，利用电子传递强化了光敏剂的能态转化，提高了活性氧自由基产生效率和杀菌效果。

21、(2)利用水热合成法，将fe2+-oh引入到cofs中，形成具有fe-mofs的第二中间产物，构建了新型的-(d-a)n-型超分子光敏剂。卟吩环内部具有含孤对电子的氮原子，与fe2-oh形成配位键，一方面，能够稳定cofs；另一方面，由于fe2+和fe3+在自由基介导的芬顿反应中的转换效应，使得电子传递自由能更低，进一步提高了活性氧自由基产生效率，且芬顿反应本身也能产生活性氧自由基，从而提高了活性氧自由基生产效率。

22、(3)得到的活性氧抗菌膜的活性氧自由基生产效率高，活性氧自由基转变为对细胞无毒害的水和氧气，防止过量自由基对伤口细胞的损伤和诱导炎症，而且能够实现原位的氧气再生，反馈补充光敏剂所需的分子氧，有利于提升杀菌效果。

23、(4)利用蛋白胶粘合活性氧抗菌膜和强化膜，活性氧抗菌膜利用光动力疗法与芬顿反应源源不断地产生活性氧自由基杀灭微生物，强化膜利用活性氧抗菌膜产生的剩余活性氧自由基，超氧化物歧化酶催化反应转化为h2o2和氧气，逆转伤口的缺氧环境，促进伤口愈合，同时为活性氧抗菌膜的芬顿反应提供底物。在伤口愈合过程中，强化膜和蛋白胶均会被伤口的水解酶降解，实现活性氧抗菌膜的自分离。

24、(5)用戊二醛和盐酸蒸汽熏蒸交联强化膜，能够实现超氧化物歧化酶在聚乙烯醇(pva)上的固定化，对酶起到了稳定作用，防止其在后处理及保存过程中失活。

技术特征：

1.一种光动力抗菌敷料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述电子供体化合物为二氢卟吩e6。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述电子受体化合物为2,2-双(4-氨基苯基)六氟丙烷、3,3'-(全氟丙-2,2-二基)二苯胺和2,2-双(3-氨基-4-甲苯基)六氟丙烷中的一种。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机反应溶剂为吡啶；所述催化剂为1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺和n-羟基丁二酰亚胺两种组合。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤10)中，电子供体化合物、电子受体化合物、吡啶、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺和n-羟基丁二酰亚胺的用量比例为20.6～31.0mg︰18.0～26.9mg︰10ml︰

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述亚铁盐为七水硫酸亚铁、四水氯化亚铁和四水醋酸亚铁中的一种；所述步骤20)中，第一中间产物、亚铁盐、乌洛托品和去离子水的用量比例80～120mg︰17.1～25.7mg︰10.0～15.0mg︰10ml。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤30)中，第三中间产物、医用聚氨酯和n,n-二甲基甲酰胺的用量比例为80～120mg︰1.5～2.0g︰15～20ml。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤40)中，超氧化物歧化酶和聚乙烯醇溶液的用量比例为0.1～0.3g︰10～20ml；所述超氧化物歧化酶活力为2000～20000u/mg；所述聚乙烯醇溶液的浓度为150～180g/l。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤50)中，在采用蛋白胶将强化膜与活性氧抗菌膜粘合前，先采用戊二醛与盐酸的混合蒸汽熏蒸强化膜。

10.一种光动力抗菌敷料，其特征在于，采用权利要求1～9任意一项所述的制备方法制得。

技术总结
本发明提供一种光动力抗菌敷料及其制备方法，制备方法包括：步骤10)将电子供体化合物和电子受体化合物加入有机反应溶剂中，再加入催化剂，进行聚合反应，得到第一中间产物；步骤20)将第一中间产物、亚铁盐和乌洛托品加入去离子水中进行水热反应，得到第二中间产物；步骤30)将第二中间产物和医用聚氨酯加入N,N‑二甲基甲酰胺中，制得第一纺丝液，电纺得到活性氧抗菌膜；步骤40)将超氧化物歧化酶加入聚乙烯醇溶液中，制得第二纺丝液，电纺得到强化膜；步骤50)采用蛋白胶将强化膜与活性氧抗菌膜粘合，真空干燥，得到光动力抗菌敷料。本发明提供一种光动力抗菌敷料及其制备方法，敷料具有优良的抗菌作用，能够加速伤口愈合。

技术研发人员：郭志睿,蔡诗昆,刘莹,张娟
受保护的技术使用者：南京医科大学第二附属医院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14