一种含硼纳米片抗菌敷料的制备方法

本发明属于新材料制备，具体涉及一种含硼纳米片抗菌敷料的制备方法。

背景技术：

1、细菌以及病原体感染可能会导致伤口严重的炎症反应，影响组织修复，延缓创面愈合的过程，还可能危及生命。传统伤口敷料如绷带、纱布、水凝胶等在临床上被广泛使用，具有吸收伤口渗出液、控制出血、保护创面等作用，但因为传统敷料自身不具有抗菌、消炎功能，不能有效地促进伤口愈合。为了赋予其抗菌消炎功能，可以在敷料中添加抗生素来实现，但是这会对伤口组织产生一定的刺激和生物毒性，以及会导致细菌耐药性产生。因此，有必要在不使用抗生素的基础上，制备具有广谱抗菌性能并可以抑制炎症的新型伤口敷料材料。

2、光热疗法具有高效且毒副作用小等优点，在处理耐药细菌、细菌生物膜等方面展现很大应用潜力。设计具有光热和药物缓释复合功能的抗菌敷料不但可以实现有效杀菌，并且能够可控释放负载药物进而消除炎症、修复受损皮肤组织。作为一种新兴二维材料，硼纳米片具有光热转化率高、光热稳定性好、生物相容性好、可生物降解的特点，同时硼元素可以参与人体代谢、调节人体激素以及具有一定的抗炎作用，使得该类材料在生物医用材料领域具有广阔应用前景。专利cn202111475945.5公开了一种硼纳米片复合材料的制备方法，通过表面活性剂辅助超声剥离块体硼可以得到硼纳米片，并在其表面包覆季铵化高分子和有机一氧化氮配合物得到抗菌功能的硼纳米片复合材料。但是目前还缺少含硼纳米片伤口敷料，且单一硼纳米片抗菌活性不高，很难满足临床实际要求。专利cn201710650653.8公开了一种含石墨烯的多孔硅橡胶薄膜的制备方法和用途，将硅橡胶前驱物、非溶剂或致孔剂、易挥发性溶剂、石墨烯按一定比例混合超声或搅拌，得到成膜液并在模板上交联为具有抗菌活性的含石墨烯橡胶薄膜。但是敷料制备过程添加的致孔剂需要通过额外的步骤进行去除，例如浸泡或抽提，且残留的致孔剂可能对人体有一定毒性。为此，开发一种制备方法简单、可生物降解、可塑形性高、生物毒性低，同时具有高抗菌性能和抗炎功能的含硼敷料吸引了广泛的研究兴趣。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种含硼纳米片抗菌敷料及其制备方法，以壳聚糖和发泡组分混合物为基体，加入多孔金属有机框架材料修饰并负载多酚化合物的硼纳米片，通过壳聚糖分子链之间氢键和疏水相互作用产生交联位获得多孔海绵结构敷料。制备的敷料具有优异的抗菌、抗炎、光热性能，可以有效促进细菌感染的伤口愈合。

2、本发明的技术方案为：

3、一种含硼纳米片抗菌敷料的制备方法，步骤如下：

4、步骤1，将单质硼纳米片和金属有机框架纳米粉末加入到无水乙醇中，在一定温度下搅拌混合，待硼纳米片和金属有机框架自组装完成后，离心并用乙醇、去离子水清洗、冷冻干燥后得到的金属有机框架修饰的硼纳米片复合粉体；

5、步骤2，配置多酚化合物的醇溶液；将步骤1得到的金属有机框架修饰的硼纳米片分散在多酚化合物的醇溶液中，超声分散后，在一定温度下搅拌12～36h，之后用无水乙醇和去离子水清洗、冷冻干燥得到含硼纳米片复合粉体；

6、步骤3，将壳聚糖溶解在弱酸水溶液中，得到壳聚糖溶液；将发泡组分溶解在水中，得到发泡组分溶液；将两种溶液搅拌混合得到壳聚糖-发泡组分混合溶液后，加入硼纳米片复合粉体、增塑剂，高速搅拌进行发泡后倒入模具，再移入真空冷冻干燥机中预冻干后得到海绵；

7、步骤4，将预冻干得到的海绵置于交联助剂溶液中浸泡2～4h，用去离子水充分洗涤，并进行冷冻干燥处理，得到含硼纳米片敷料。

8、步骤1中，单质硼纳米片为粒径50～300nm，厚度不超过20nm的纳米片粉体。

9、步骤1中，金属有机框架为咪唑锌金属有机框架材料zif-8、对苯二甲酸锌金属有机框架材料mof-5、均苯三甲酸铜金属有机框架材料cu-btc、均苯三甲酸铁金属有机框架材料mil-100(fe)中的一种。

10、步骤1中，硼纳米片和金属有机框架的质量比为10:1～5，混合温度为20～60℃，搅拌时间为6～20h。

11、步骤2中，多酚化合物为姜黄素、槲皮素、花青素中的一种，醇溶液为甲醇或乙醇，多酚化合物的醇溶液浓度为1～6mg/ml。

12、步骤2中，含硼纳米片复合粉体与多酚化合物的质量比为10:0.5～8，混合温度为10～80℃。

13、步骤3中，发泡组分为明胶、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、葡聚糖、琼脂糖中的一种，其中羧甲基纤维素、羟丙基纤维素和羟丙基甲基纤维素的平均分子量范围为20000～90000，葡聚糖的平均分子量范围为15000～25000；发泡组分溶液的质量分数为1％～10％。

14、步骤3和4中预冻干及冷冻干燥处理条件为：在-60～-50℃下冷冻10～60min，再在-60～-50℃进行真空冷冻干燥，干燥时间为24～48h。

15、步骤3中，壳聚糖的平均分子量范围为5000～30000，弱酸溶液为甲酸、乙酸、乳酸、柠檬酸中的一种；弱酸溶液的质量分数为0.1％～10％；壳聚糖溶液的质量分数为2％～4％。

16、步骤3中，壳聚糖溶液和发泡组分溶液的体积比为1～9：1。

17、步骤3中，增塑剂为甘油、乙二醇、丙二醇、柠檬酸三乙酯、硬脂酸、乙酰水杨酸中的一种，增塑剂的添加量为壳聚糖-发泡组分混合溶液质量的1.0％～3.0％，硼纳米片复合粉体的添加量为壳聚糖-发泡组分混合溶液质量的0.1％～1.0％。

18、步骤4中，交联助剂溶液为氢氧化钠水溶液、戊二醛水溶液、单宁酸甲醇溶液、乙醇水溶液中的一种，氢氧化钠水溶液、戊二醛水溶液、单宁酸甲醇溶液的质量分数为0.5～4％，乙醇水溶液的体积分数为90～98％，浸泡时间为2～4h。

19、本发明的有益效果：本发明利用金属有机框架修饰硼纳米片，负载多酚化合物得到硼纳米片复合粉体，含该复合粉体的海绵敷料在nir辐照下或伤口ph环境下可以促进多酚类化合物释放，同步实现光热治疗及多酚类化合物的可控释放，展现了优异抗菌、抗氧化性能。将壳聚糖与发泡组分均匀混合，再通过机械发泡法进行发泡，无需添加成孔剂，二次冷冻干燥得到的海绵敷料具有多孔结构和优异的力学性能，生物安全性高，可作为用于细菌感染伤口的医用敷料。

技术特征：

1.一种含硼纳米片抗菌敷料的制备方法，其特征在于，步骤如下：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，

技术总结
本发明属于新材料制备技术领域，公开了一种含硼纳米片抗菌敷料的制备方法。本发明将硼纳米片与金属有机骨架材料通过静电相互作用进行结合，再置于多酚化合物的醇溶液中进行浸泡，得到硼纳米片复合粉体；之后将硼纳米片复合粉体均匀分散在壳聚糖/发泡组分溶液中，经过冷冻干燥，制得到含硼纳米片复合粉体的海绵敷料。本发明制备的海绵敷料具有良好的光热效果，能够调节多酚化合物的释放速率，具有止血、抗菌以及消炎的功能，可以同时实现光热治疗以及抗伤口感染，对金黄色葡萄球菌的生长具有明显的抑制作用，可用作细菌感染的功能性伤口敷料。

技术研发人员：叶俊伟,徐祉彤,修澜凌,方月光
受保护的技术使用者：大连理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/7/15