一种仿石榴的纳米复合物、制备及其在糖尿病伤口修复方面的应用

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种仿石榴的多功能纳米复合物的制备方法，及其在糖尿病伤口修复方面的应用。

背景技术

糖尿病是一种常见的以高血糖为特征的慢性疾病。糖尿病创面是糖尿病患者常见的不愈合并发症，常伴有严重的细菌感染，愈合缓慢。如果处理不当会导致大面积溃疡和脓毒症，严重影响了患者的身心健康，也带来了沉重的社会经济负担。在临床治疗中，抗生素、抗炎药和外泌体等为治疗细菌感染、对抗慢性炎症和加速愈合过程提供了可能。但也暴露出一些令人不快的问题，如疗效不佳、耐药、副作用大、费用高。此外，按需更换传统敷料需要医护人员的专业判断。频繁或盲目换药会对伤口造成二次损伤。近年来，各种纳米材料被开发为潜在的抗菌剂，为高效抗菌、避免抗生素的过度使用和耐药提供了一种有前景的策略。银纳米颗粒被认为是一种优良的抗菌剂，因其广谱抗菌活性和对细菌有限的耐药性，已应用于临床治疗中。此外，金纳米颗粒因其优异的生物相容性、易于表面修饰和独特的光学性质而受到广泛关注。同时，金纳米颗粒具有良好的光热性能，被广泛应用于光热治疗。光热治疗具有空间分辨率高、侵袭性低、穿透深部组织能力强、无耐药性等特点，是治疗细菌感染的一种安全有效的策略。因此，联合应用抗菌药物和光热治疗可能是一种更有前景的提高抗菌性能的策略。

理想的抗菌治疗要求抗菌药物在病变部位长时间滞留并逐渐释放。水凝胶是由物理或化学交联的聚合物链组成的三维多孔材料，已广泛应用于传感、生物医学和组织工程等各个领域。近年来，水凝胶被广泛用作局部递送抗菌药的支架，使抗菌药物长时间停留在病灶区域，同时具有缓释作用。此外，水凝胶的多孔结构类似于组织的细胞外基质。不仅可以吸收伤口愈合过程中的分泌物，还有助于维持正常的生理环境，减少伤口感染，适合作为敷料促进皮肤再生。

发明内容

本发明的目的是提供一种仿石榴多功能纳米复合物的制备方法，及其在糖尿病伤口修复方面的应用。

该方法首先将类似石榴核结构的金银纳米点引入类似石榴壳结构的聚乙烯醇支架中，以制备多功能纳米复合物伤口敷料。合成的纳米复合物具有优良的荧光性能、合适的机械性能、良好的生物相容性和光热性能以及广泛抗菌性能。我们也通过细胞毒性试验，动物试验等进一步证明了该材料用于糖尿病伤口修复方面的可行性。优异的荧光性能可用于监测敷料上治疗剂的残留剂量，避免频繁、盲目更换敷料造成的二次创面损伤，最大程度上节省材料，且不需要患者专业判断。综上所述，集成了智能自我监测伤口修复状态、光热治疗和高效抗菌于一体的仿石榴多功能纳米复合物，可能为糖尿病创面的临床治疗提供一种新的有效策略。

本发明所述的仿石榴多功能纳米复合物的制备方法，其具体步骤如下：

(1)制备金银纳米点：量取5mL H

(2)制备纳米复合物：称取10mg聚乙烯醇，使其溶解于100mL H

本发明优点如下：1.金银纳米点具有优异的荧光性能，其荧光强度比传统的金纳米点增强了4.5倍，同时还赋予纳米材料优异的抗菌性能；2.所制备的仿石榴纳米复合物生物相容性好，可作为一种安全的敷料用于伤口修复；3.纳米复合物的扫描电镜图显示其为类似石榴的疏松多孔结构，便于吸收伤口渗液，药物以及生物活性分子的储存与释放；3.制备操作过程简便，绿色无污染。4.仿石榴的纳米复合物具有荧光性能，通过从复合物中释放出去后，可利用荧光强度降低程度来监测敷料上治疗剂的残留量，提示适时地进行敷料的更换需要，避免频繁、盲目更换敷料造成的二次创面损伤，最大程度上避免敷料浪费，且不需要护理人员的专业判断；5.纳米复合物具有优异的抗菌性和光热性能，对糖尿病创面具有显著的修复治疗作用；6.本发明适用于不同环境下急/慢性创面修复以及组织再生等领域的辅助材料，具有广阔的发展前景。

附图说明

图1：为实施例1所制备的金银纳米点的荧光光谱图。表明金银纳米点具有优异的荧光性能，其荧光强度比传统的金纳米点增强了4.5倍。

图2：为实施例1所制备的多功能纳米复合物的相转变图。通过比较倾斜的试剂瓶中物质的前后变化我们可以看出，水凝胶前驱体溶液为无色透明液体(图A)。-20℃冷却后变为无色的凝胶(图B)。负载金银纳米点后变为淡黄色的纳米复合物(图C)。

图3：为实施例1所制备的仿石榴多功能纳米复合物的体外抗菌实验图。如图所示，纳米复合物联合光热治疗组几乎没有观察到细菌菌落，表明所制备的仿石榴多功能纳米复合物具有优良的抗菌性能。

图4：为实施例1所制备的仿石榴多功能纳米复合物的体内荧光图。从图中可以看到纳米复合物优良的荧光性能，可利用释放后荧光强度降低程度来实时自我监测敷料上治疗剂的残留量。随着时间的增加，负载在水凝胶上的金银纳米点逐渐释放，敷料荧光强度逐渐降低，表明纳米复合物的光热性能和抗菌活性逐渐降低。在敷料使用第4天时，纳米复合物的荧光强度比较低，表明其光热性能已不能达到有效抗菌的程度，提示需要在此期间更换敷料。

图5：为实施例1所制备的仿石榴多功能纳米复合物的体内红外光热成像图。从图中可以看到纳米复合物具有优异的光热性能，可作为一种极具创口修复能力的光热治疗试剂。

图6：为实施例1所制备的仿石榴多功能纳米复合物修复小鼠糖尿病伤口图。从图中可以看到在经过18天的伤口修复后，对照组伤口并无太大改善，没有完全愈合；而纳米复合物联合光热治疗组伤口已完全愈合，说明仿石榴的纳米复合物联合光热治疗可以有效的促进糖尿病伤口的愈合。

具体实施方式

实施例1：

(1)制备Ag含量10％的金银纳米点：量取5mL H

(2)制备纳米复合物：称取10mg聚乙烯醇，使其溶解于100mL H

实施例2：

(1)制备Ag含量15％的金银纳米点：量取5mL H

(2)制备纳米复合物：称取10mg聚乙烯醇，使其溶解于100mL H

实施例3：

(1)制备Ag含量20％的金银纳米点：量取5mL H

(2)制备纳米复合物：称取10mg聚乙烯醇，使其溶解于100mL H