一种光动力银纳米簇缓释抗菌水凝胶的制备方法和应用

allin2025-06-05  85


本发明涉及生物医药领域,具体涉及一种光动力银纳米簇缓释抗菌水凝胶的制备方法和应用。


背景技术:

1、纳米银作为其中一种抑菌药物使用。纳米银具有独特的结构性和功能,不仅能够穿透细菌细胞壁、破坏细菌膜结构、干扰细菌正常代谢合成过程能,抑制细菌或真菌的细胞分裂,所以纳米银可以作为一种抑菌药物使用。但纳米银抗菌剂的应用还存在一些问题,如抗菌效率有待提升、不易长期保存、生物利用度和相容性低等。

2、由于金属纳米团簇具有更高的比表面积和原子利用率,抗菌效果可以显著提高。然而,贵金属纳米团簇单独作为抗菌剂仍存在以下问题:

3、1)纳米团簇抗菌机制大多依靠细菌内化,进而释放离子对细菌造成损害。此类抗菌制剂在抗菌时会在短时间内大量释放,致使纳米团簇的抗菌过程相对较快,并不持久,这可能会影响au/agncs的长期抗菌活性,限制了其在实际场景中的抗菌应用;

4、2)金属纳米团簇具有易团聚和光热不稳定性,在光热条件下,金属纳米团簇容易分解,进一步导致了其光热条件下的抗菌效率和抗菌长效性变低,使用期限短。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种光动力银纳米簇缓释抗菌水凝胶的制备方法和应用,以解决现有技术中金属纳米团簇抗菌时效低、易光照降解的技术问题。

2、为解决上述技术问题,本发明具体提供下述技术方案:

3、本发明提供了一种光动力银纳米簇缓释抗菌水凝胶的制备方法,包括如下步骤:

4、s100、以牛血清白蛋白为保护剂与银离子溶液反应,得到静电吸附银离子的bsa-ag+水溶液;

5、s200、使用湿化学法在室温中合成得到具有光动力效应的bsa-ag13nc溶液;

6、s300、使用戊二醛交联所述bsa-ag13nc中的bsa配体,得到具有光动力抑菌性能的银纳米簇缓释水凝胶。

7、作为本发明的一种优选方案,所述bsa-ag+水溶液的制备方法,包括如下步骤:

8、s101、配制1~3ml的50~100g/l的牛血清白蛋白水溶液,缓慢滴加1m氢氧化钠至所述牛血清白蛋白水溶液中,将ph值调至12,匀速搅拌,得到空间结构膨胀状态的牛血清白蛋白水溶液;

9、s102、将1~3ml的0.5~3g/l的硝酸银溶液与空间结构膨胀状态的牛血清白蛋白水溶液混合,磁力搅拌10~20min,得到静电吸附银离子的所述bsa-ag+水溶液。

10、作为本发明的一种优选方案,所述bsa-ag13nc交联液的制备方法,包括如下步骤:

11、s201、将浓度为3~5g/l的硼氢化钠水溶液缓慢滴加至所述bsa-ag+水溶液中,持续搅拌,溶液由无色透明逐渐变为棕黄色,获得bsa-ag13nc溶液。

12、作为本发明的一种优选方案,所述银纳米簇缓释水凝胶的制备方法,包括如下步骤:

13、s301、在剧烈搅拌条件下,持续向所述bsa-ag13nc溶液中缓慢滴加稀盐酸溶液,直至体系ph稳定,将所述bsa-ag13nc溶液转移入超滤管中,低温下进行过滤浓缩,获得bsa-ag13nc交联液;

14、s302、将戊二醛水溶液缓慢滴加至所述bsa-ag13nc交联液中,混合均匀,静置3~12h,获得bsa-ag13nc凝胶溶液,透析,冻干,获得具有光动力抑菌性能的所述银纳米簇缓释水凝胶。

15、作为本发明的一种优选方案,在所述s101中,所述氢氧化钠水溶液的体积为50~100μl,匀速搅拌的时间为5~30min。

16、作为本发明的一种优选方案,在所述s201中,所述硼氢化钠水溶液的体积为40~80μl,搅拌的时间为30~120min。

17、作为本发明的一种优选方案,在所述s301中,体系ph为5~8;浓缩倍数为3~6倍。

18、作为本发明的一种优选方案,在所述s302中,所述戊二醛水溶液的浓度为2%~20%;所述戊二醛水溶液与所述bsa-ag13nc交联液的体积比为1:6~1:12。

19、发明还提供了一种光动力银纳米簇缓释抗菌水凝胶,光动力银纳米簇缓释抗菌水凝胶由上述制备方法制得,光动力银纳米簇缓释抗菌水凝胶具有牛血清白蛋白银纳米簇与戊二醛交联的银离子缓释凝胶多孔结构以及增强光动力性能交联结构;

20、其中,所述水凝胶具有光动力性能以及银离子活性,从而起到双重杀菌作用。

21、本发明提供了一种光动力银纳米簇缓释抗菌水凝胶在抑菌和伤口敷料领域中的应用。

22、作为本发明的一种优选方案,所述光动力银纳米簇缓释抗菌水凝胶能够对革兰氏阳性与阴性菌的增殖进行抑制。

23、作为本发明的一种优选方案,所述光动力银纳米簇缓释抗菌水凝胶(ag13ncs@gel)具有较好的孔隙率、水蒸气透过率、生物相容性与生物降解性。

24、本发明与现有技术相比较具有如下有益效果:

25、本发明以bsa作为承载基质负载纳米金属颗粒所制作的材料具有良好的生物性能,通过牛血清白蛋白为保护剂获得的银纳米簇,具有较高的生物利用度和相容性。

26、本发明以交联剂直接交联牛血清白蛋白(bsa)保护剂,构建多孔结构水凝胶,对bsa载体相对位置以及官能团结构进行固定,发挥凝胶结构对bsa载体与银纳米簇的支撑和稳定作用,进一步提升ag13ncs@gel水凝胶中bsa载体的链接与结构稳定性,间接强化银纳米簇结构稳定性,赋予了依赖于载体结构的银纳米簇更为长效的功能结构稳定性,延长了银纳米簇的存在与使用寿命;能够解决银纳米簇光热降解不稳定,在光热等条件下寿命短,易发生功能性结构改变的难题,从而提高银纳米簇稳定性,提高银纳米材料的应用范围与使用寿命;

27、本发明提供的一种光动力银纳米簇缓释抗菌水凝胶,具有稳定的多孔结构,对银纳米簇的支撑和稳定作用,赋予了银纳米材料高效的银离子释放途径,使其具备了银离子可控释放特性,大幅提升ag13ncs@gel水凝胶的抑菌持久性;同时进一步增强了银纳米簇的光动力性能,在白光下可被激发产生活性氧,发挥快速杀菌作用,使得光动力银纳米簇缓释抗菌水凝胶具有双重杀菌功能,其杀菌效果优于单独使用纳米银簇;

28、本发明通过优化抗菌水凝胶的配方,能够获得物理形态稳定的水凝胶,且能够在保证水凝胶物料性质不改变的基础上,调整其抑菌效果,使其能够应用至多种领域与场景;

29、本发明能够应用于抑菌和伤口敷料领域,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌都具有显著抑制作用,能够在制备伤口敷料、抗菌材料的领域中应用。



技术特征:

1.一种光动力银纳米簇缓释抗菌水凝胶的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

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2所述的制备方法,其特征在于,

6.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,

7.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,

8.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,

9.一种光动力银纳米簇缓释抗菌水凝胶,其特征在于,

10.一种如权利要求9所述的光动力银纳米簇缓释抗菌水凝在制备伤口敷料、抗菌材料上的应用。


技术总结
本发明公开了一种光动力银纳米簇缓释抗菌水凝胶的制备方法,包括如下步骤:以牛血清白蛋白为保护剂与银离子溶液反应,得到静电吸附银离子的BSA‑Ag<supgt;+</supgt;水溶液;使用湿化学法在室温中合成得到具有光动力效应的BSA‑Ag<subgt;13</subgt;NC溶液;使用戊二醛交联所述BSA‑Ag<subgt;13</subgt;NC中的BSA配体,得到具有光动力抑菌性能的银纳米簇缓释水凝胶;和光动力银纳米簇缓释抗菌水凝胶在制备伤口敷料、抗菌材料上的应用。本发明提供的抗菌银纳米簇缓释水凝胶具有银离子长效抑菌和光动力强化抑菌双重效果,大幅提升了Ag<subgt;13</subgt;NCs@gel的抑菌性能,延长了抗菌寿命;同时优化合成条件,获得具有稳定物理性状的水凝胶,有望作为不同类型的抗菌材料应用于生物医学领域,具有广阔的应用前景。

技术研发人员:路勇,江明菲,文育锋,洪亮,钱堃,严伟,王紫薇,陈可豪,蔡雅寒,王崇娇,查莹,陈鹏
受保护的技术使用者:皖南医学院
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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