本发明属于医用材料，具体涉及一种负载双重纳米酶的程序性水凝胶及其制备方法和应用。
背景技术：
1、近年来，糖尿病创面的治疗因其复杂性和多重感染的风险，成为医疗领域的一大挑战。传统的治疗方法，包括抗生素治疗和常规创面敷料，通常难以实现对创面微环境的精准调控，从而影响治疗效果。为了克服这些问题，越来越多的研究关注于智能水凝胶的开发，这些水凝胶能够根据创面环境的变化进行响应，释放药物或生物活性物质，但是目前开发的水凝胶敷料功能单一，在应对复杂的糖尿病创面微环境时，单一功能的水凝胶难以达到理想的修复效果。
2、本发明旨在提供一种负载双重纳米酶的程序性水凝胶及其制备方法，该水凝胶不仅能够消耗糖尿病创面的葡萄糖并产生h2o2以实现广谱抗菌，还能清除活性氧并转化为氧气，促进细胞增殖和血管生成。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种负载双重纳米酶的程序性水凝胶及其制备方法。
2、本发明的另一目的在于提供所述负载双重纳米酶的程序性水凝胶在药物递送领域中的应用。
3、本发明的第三目的在于提供所述负载双重纳米酶的程序性水凝胶在糖尿病创面修复中的应用。
4、本发明的技术方案，一种负载双重纳米酶的程序性水凝胶，包括负载葡萄糖氧化酶的下层水凝胶和负载二氧化铈纳米酶的上层水凝胶。
5、其中，所述下层水凝胶与上层水凝胶的体积比为1:1~4。其中，即下层水凝胶体积为50-75ul，上层水凝胶体积为200-300ul。
6、进一步地，所述下层水凝胶以聚乙烯亚胺（pei）和带有酯基炔（da）修饰基团的聚乙二醇（peg-da）为原料制备而成，并负载葡萄糖氧化酶（gox），所述上层水凝胶以羧甲基壳聚糖和peg-da为原料制备而成，并负载二氧化铈纳米酶（ceo2）。
7、进一步地，所述下层水凝胶中pei和peg-da的质量分数为6%-30%。优选地，下层水凝胶pei和peg-da的质量百分比为10%。
8、进一步地，所述上层水凝胶的cmc和peg-da质量分数为2.5%-6%。优选地，上层水凝胶的cmc和peg-da质量百分比为4%。
9、进一步地，所述下层水凝胶中负载的葡萄糖氧化酶的浓度为0.05-0.2 u/ml。优选地，下层水凝胶葡萄糖氧化酶的浓度为0.1 u/ml。
10、进一步地，所述上层水凝胶负载二氧化铈纳米酶的浓度为0.05%-0.3%。优选地，上层水凝胶二氧化铈纳米酶的浓度为0.2%。
11、本发明采用了双层结构的设计，下层水凝胶负载葡萄糖氧化酶（gox），上层水凝胶负载二氧化铈纳米酶（ceo2）。这种双层结构的独特设计在现有技术中尚属首次，充分利用了两种酶在创面环境中的协同作用。具体而言，下层水凝胶中的gox在糖尿病创面初期快速释放，通过消耗葡萄糖生成过氧化氢（h2o2），不仅能够有效抑制细菌增殖，还通过产生的葡萄糖酸降低创面的ph值，从而调控上层水凝胶中ceo2的释放。ceo2在酸性环境下被调节释放后，不仅可以清除过量的h2o2和其他活性氧（reactive oxygen species, ros），还能够转化为氧气（o2），促进成纤维细胞的增殖和血管生成。这种程序性、分层释放的设计，能够实现对创面环境的动态调控，是目前报道的智能水凝胶中所不具备的。
12、ceo2具有优异的氧化还原特性，能够有效清除活性氧，减轻氧化应激，从而促进创面愈合。而在传统的创面治疗中，ceo2的应用尚未得到充分开发，本发明将其引入创面治疗，显著提升了水凝胶的治疗性能。
13、综上所述，本发明通过独特的双层结构设计，结合gox和ceo2两种纳米酶的协同作用，实现了对糖尿病创面环境的精准调控，开创了一种新型的、具有显著治疗效果的智能水凝胶。这不仅弥补了现有技术的不足，还为糖尿病创面的治疗提供了新的思路和方法。
14、本发明具有以下有益效果：
15、1、本发明通过聚乙烯亚胺（pei）和交联剂peg-da形成上层水凝胶并负载葡萄糖氧化酶（gox），利用羧甲基壳聚糖（cmc）和交联剂peg-da形成包覆于下层水凝胶上的上层水凝胶，并负载二氧化铈纳米酶。下层水凝胶因其负载葡萄糖氧化酶而具有消耗葡萄糖、酸化微环境和广谱抗菌的功能。上层水凝胶因其负载了具有抗氧化功能的二氧化铈纳米酶而具有清除活性氧（ros）、促进细胞和血管生成的功能，两者通过程序化调节共同促进糖尿病创面的修复。
16、2、本发明负载双重纳米酶的程序性水凝胶具有合成简单、低成本和良好生物相容性等优点。该水凝胶在糖尿病创面修复过程中提供了一个良好的微环境，在感染前期快速释放葡萄糖氧化酶杀死细菌并酸化微环境，为后期缓释二氧化铈纳米酶促进细胞增殖以及血管生成奠定了基础，因而本程序性水凝胶药物递送系统可以应用于糖尿病创面修复治疗中，具有良好的应用前景。
1.一种负载双重纳米酶的程序性水凝胶，其特征在于，所述程序性水凝胶由负载葡萄糖氧化酶的下层水凝胶和负载二氧化铈纳米酶的上层水凝胶组成，下层水凝胶与上层水凝胶的体积比为1:1~4。
2.根据权利要求1所述负载双重纳米酶的程序性水凝胶，其特征在于，所述下层水凝胶负载的葡萄糖氧化酶的浓度为0.01-0.1 u/ml。
3.根据权利要求1所述负载双重纳米酶的程序性水凝胶，其特征在于，所述上层水凝胶负载二氧化铈纳米酶的浓度为0.1%-0.4%。
4.根据权利要求1所述负载双重纳米酶的程序性水凝胶，其特征在于，所述下层水凝胶以聚乙烯亚胺和带有酯基炔修饰基团的聚乙二醇即peg-da为原料制备而成，并负载葡萄糖氧化酶，所述上层水凝胶以羧甲基壳聚糖和peg-da为原料制备而成，并负载二氧化铈纳米酶。
5.根据权利要求4所述负载双重纳米酶的程序性水凝胶，其特征在于，所述下层水凝胶中聚乙烯亚胺和peg-da的质量分数为6%-30%。
6.根据权利要求4所述负载双重纳米酶的程序性水凝胶，其特征在于，所述上层水凝胶中羧甲基壳聚糖和peg-da的质量分数为2.5%-6%。
7.权利要求1所述负载双重纳米酶的程序性水凝胶的制备方法，其特征在于，首先在模具中加入负载葡萄糖氧化酶的下层水凝胶，作为快速释放层；再在所述下层水凝胶凝固后加入负载二氧化铈纳米酶的上层水凝胶，作为缓释层，即得到负载双重纳米酶的程序性水凝胶。
8.权利要求1所述负载双重纳米酶的程序性水凝胶在药物递送领域中的应用。
9.权利要求1所述负载双重纳米酶的程序性水凝胶在糖尿病创面修复中的应用。
