本发明涉及医用材料，尤其涉及一种液态金属纳米粒子、微针抗菌贴片及其制备方法和应用。
背景技术：
1、经过长期的探索与研究，细菌感染，尤其是耐药性细菌感染，已成为全球医疗保健领域最棘手的问题之一。多重耐药菌对大多数传统抗生素几乎没有敏感性。现有相关技术中已公开镓离子被证明可以通过干扰铁稳态来有效抑制微生物的增殖。然而，金属离子的靶向效率低、循环时间短、给药治疗方式复杂，这极大地限制了镓离子的应用。
2、有鉴于此，本发明特提出此发明。
技术实现思路
1、本发明提供一种液态金属纳米粒子、微针抗菌贴片及其制备方法和应用，用以解决现有技术存在的上述问题，通过聚多巴胺修饰的液态金属纳米粒子，并原位还原银离子制备得到核-卫星结构的液态金属纳米粒子，并将其装载在高分子水凝胶微针抗菌贴片中，能够快速治疗多重耐药菌感染的创伤愈合。
2、根据本发明的第一方面，本发明提供一种液态金属纳米粒子，所述液态金属纳米粒子具有核-卫星型结构，以液态金属为核心，聚多巴胺为壳，所述聚多巴胺表面负载有银纳米粒子。
3、上述方案中，一种液态金属纳米粒子是以液态金属为核心，聚多巴胺为壳，在聚多巴胺表面负载有银纳米粒子的核-卫星型结构，液态金属、聚多巴胺和银纳米粒子均具有抗菌效果，液态金属熔点低，室温环境下，较活泼，易在溶液环境中发生化学反应，聚多巴胺作为修饰层，一方面可以增加纳米材料的整体稳定性，使得镓离子更容易释放到溶液中产生抗菌作用，另一方面，聚多巴胺还起到承载银纳米粒子的作用，使得银纳米粒子能够均匀得分散在其表面，充分发挥其抗菌作用，将三者进行结合协同作用，能起到更优异的抗菌效果，达到治疗多重耐药菌感染的创伤愈合效果。
4、进一步地，所述液态金属纳米粒子的平均粒径为100-600nm；所述银纳米粒子的粒径为10-80nm。
5、上述方案中，通过将液态金属纳米粒子和银纳米粒子的尺寸限定在合理的范围值内，使得三者之间能发挥更好的协同作用，起到更优异的抗菌作用。
6、进一步地，所述液态金属的熔点为15-30℃；优选地，所述液态金属为金属镓单质或者基于金属镓的合金；更优选地，所述液态金属为镓铟合金。
7、上述方案中，通过选定合适种类的液态金属，能够起到更好的抗菌效果。
8、根据本发明的第二方面，本发明还提供上述的液态金属纳米粒子的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
9、步骤(1)制备聚多巴胺修饰的液态金属纳米粒子溶液：向水溶液中加入液态金属、多巴胺，在冰水浴环境中超声，改变溶液ph引发多巴胺聚合；离心除去未聚合的多巴胺，洗涤后得到聚多巴胺修饰的液态金属纳米粒子；将聚多巴胺修饰的液态金属纳米粒子重新分散在水中，得到聚多巴胺修饰的液态金属纳米粒子溶液；
10、步骤(2)制备银颗粒修饰的液态金属纳米粒子：向步骤(1)制备的聚多巴胺修饰的液态金属纳米粒子溶液中加入氨水和硝酸银反应后，加入盐酸多巴胺，继续反应；离心除去未反应的硝酸银和盐酸多巴胺，洗涤，得到银颗粒修饰的液态金属纳米粒子。
11、上述方案中，本发明的制备方法首先采用超声制备多巴胺修饰的液态金属纳米粒子，在碱性环境中引发聚合形成聚多巴胺修饰的液态金属纳米粒子，然后原位还原银离子，形成核-卫星结构的液态金属纳米粒子，方法简单，条件温和。
12、进一步地，所述液态金属、所述多巴胺和所述硝酸银的重量比为1：(1～10)：(0.1～0.5)。
13、上述方案中，通过将所述液态金属、所述多巴胺和所述硝酸银的重量比限定在合理的范围值内，能够得到抗菌效果更优的液态金属纳米粒子。
14、进一步地，所述步骤(1)中，聚合反应时间为3-5h。
15、上述方案中，通过聚合反应时间限定在合理的范围值内，能够更有利于聚合反应的进行，提高反应效率。
16、进一步地，所述步骤(1)中，改变溶液ph至8-12(优选为8.5-10，更优选为9)；改变溶液ph所采用的原料包括tris-hcl缓冲剂。
17、上述方案中，通过将反应过程中的选定合适种类的ph调节剂将反应的ph调节至合理的范围值，能够更有利于引发聚合反应，提高反应效率。
18、进一步地，所述步骤(1)中，所述超声的时间为20-40min，其中工作3-8s，间歇3-8s。
19、上述方案中，通过将超声的工艺参数限定在合理的范围值内，更有利于引发聚合反应，提高反应效率。
20、进一步地，所述步骤(1)中，所述聚多巴胺修饰的液态金属纳米粒子溶液的质量浓度为0.5-1.5mg/ml。
21、进一步地，所述步骤(2)中，所述氨水的质量百分数为20％-30％。
22、进一步地，所述步骤(2)中，所述硝酸银占反应液的质量百分数为0.1％-0.5％。
23、进一步地，所述步骤(2)中，所述盐酸多巴胺占反应液的质量百分数为8％-12％。
24、上述方案中，通过将各原料的重量百分数限定在合理的范围值内，能提高各原料之间的反应效率。
25、进一步地，所述步骤(2)中，加入氨水和硝酸银反应的反应时间为1.5-2.5h；加入盐酸多巴胺，继续反应的反应时间为20-40min。这样的设计有利于银颗粒改性的效果以及进一步提升聚多巴胺修饰的改性效果。
26、根据本发明的第三方面，本发明还提供一种微针抗菌贴片，所述微针抗菌贴片包括基底和形成于所述基底上的微针阵列，所述微针阵列具有多个微针；所述微针包括所述液态金属纳米粒子和高分子水凝胶；优选地，液态金属纳米粒子的浓度为5-15mg/ml(优选为8-12mg/ml)。
27、进一步地，所述高分子水凝胶中选自聚乙烯醇水凝胶和聚乙烯吡咯烷酮水凝胶中的一种或两种，优选为聚乙烯醇水凝胶。
28、和/或，所述微针还包括生长因子；优选地，所述生长因子选自表皮生长因子、血管内皮生长因子和成纤细胞生长因子中的一种或多种。更优选地，生长因子占微针总质量的0.005％-0.015％(优选为0.01％)。通过添加生长因子，能更好地修复伤口。
29、根据本发明的第四方面，本发明提供上述的微针抗菌贴片的制备方法，包括如下步骤：
30、制备含有液态金属纳米粒子的高分子水凝胶溶液：将液态金属纳米粒子和高分子水凝胶混合均匀，得到含有液态金属纳米粒子的高分子水凝胶溶液；
31、将制备得到的含有液态金属纳米粒子的高分子水凝胶溶液转移至微针磨具中，得到微针抗菌贴片。
32、根据本发明的第五方面本发明还提供上述的微针抗菌贴片在制备抗多重耐药菌感染产品中的应用。在应用过程中，上述的微针抗菌贴片可以与红外激光治疗相结合。
33、本发明提供的一种液态金属纳米粒子是以液态金属为核心，聚多巴胺为壳，在聚多巴胺表面负载有银纳米粒子的核-卫星型结构，液态金属、聚多巴胺和银纳米粒子均具有抗菌效果，将三者进行结合协同作用，能起到更优异的抗菌效果，达到治疗多重耐药菌感染的创伤愈合效果。
34、本发明提供的一种液态金属纳米粒子与高分子水凝胶混合能形成微针抗菌贴片，这样的微针抗菌贴片能够快速治疗多重耐药菌感染的创伤愈合。
1.一种液态金属纳米粒子，其特征在于，所述液态金属纳米粒子具有核-卫星型结构，以液态金属为核心，聚多巴胺为壳，所述聚多巴胺表面负载有银纳米粒子。
2.根据权利要求1所述的液态金属纳米粒子，其特征在于，所述液态金属纳米粒子的平均粒径为100-600nm；所述银纳米粒子的粒径为10-80nm。
3.根据权利要求1所述的液态金属纳米粒子，其特征在于，所述液态金属的熔点为15-30℃；优选地，所述液态金属为金属镓单质或者基于金属镓的合金；更优选地，所述液态金属为镓铟合金。
4.权利要求1-3任一项所述的液态金属纳米粒子的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述液态金属、所述多巴胺和所述硝酸银的重量比为1：(1～10)：(0.1～0.5)。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，聚合反应时间为3-5h；
7.一种微针抗菌贴片，其特征在于，所述微针抗菌贴片包括基底和形成于所述基底上的微针阵列，所述微针阵列具有多个微针；所述微针包括权利要求1-3任一项所述液态金属纳米粒子和高分子水凝胶；优选地，所述液态金属纳米粒子的浓度为5-15mg/ml。
8.根据权利要求7所述的微针抗菌贴片，其特征在于，所述高分子水凝胶中选自聚乙烯醇水凝胶和聚乙烯吡咯烷酮水凝胶中的一种或两种，优选为聚乙烯醇水凝胶；
9.权利要求7或8所述的微针抗菌贴片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
10.权利要求7或8所述的微针抗菌贴片在制备抗多重耐药菌感染产品中的应用。
