[发明专利]一种银纳米线抗菌气凝胶及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种银纳米线抗菌气凝胶，该气凝胶由银纳米线以及组装在银纳米线表面的抗菌短肽组成，抗菌短肽的氮端由半胱氨酸修饰后固定在银纳米线表面；其中，抗菌短肽的序列为RIVVIRVA、KIWVIRWR、RIWVIRWR、RIWVIWRR、RRWVIWRR、IVVIRVA、IWVIRWR、RWVIWRR、VVIRVA、WVIRWR或WVIWRR中的一种。本发明还公开了上述银纳米线抗菌气凝胶的制备方法和应用。本发明银纳米线抗菌气凝胶以银纳米线为基础模块，抗菌短肽的氮端经半胱氨酸修饰后，组装在银纳米线表面，以银纳米线/抗菌短肽组装体构建三维结构抗菌气凝胶，得到的银纳米线抗菌气凝胶具有高比表面积、高孔隙率以及多活性位点的优点，本发明银纳米线抗菌气凝胶能够在短时间内实现高的杀菌率。

技术领域

本发明涉及一种银纳米线抗菌气凝胶，还涉及上述银纳米线抗菌气凝胶的制备方法和应用，属于生物医用材料技术领域。

背景技术

早在7000年前，银就开始作为抗菌材料被用于防治细菌传播的疾病，帕拉塞尔苏斯的《炼金术》中提到：银因其具有独特的杀菌功效，常被作为治疗传染病的药物。二十世纪初，Albert C.Barnes发明了一种名为“Argyrol”(希腊语“银”的意思)的蛋白银溶液，用于预防眼部传染病。长期以来，银抗菌材料因其高活性、长效稳定性和安全低毒等优点引起了人们的普遍关注和应用。特别是随着纳米材料研究的兴起，银纳米材料成为抗菌剂领域研究的重要热点之一。银纳米材料不仅具备银单质本身稳定的理化特性，还具备纳米粒子量子效应、表面效应、量子隧道效应和小尺寸效应等四个特性，导致其在光学、热学、电学、化学和生物学性能等方面较普通材料具有明显优势。

银纳米材料在临床各科都有广泛研究和潜在应用，如骨科使用的纳米银骨水泥的材料，通过体外实验证实对耐药菌株具有明显抑制作用；皮肤科以纳米银结合一般化妆品被认为是替代糖皮质激素治疗过敏性皮炎的潜在治疗手段；心血管科使用银纳米材料能够降低静脉针留置病人受感染的风险；烧伤科对病人进行植皮手术后，以纳米银作处理能够有效提高网状上皮移植的上皮化率，缩短烧伤创面的愈合时间，显示出一定的促修复再生作用。除此之外，一些纳米银医用材料和医疗器械也已经得到广泛应用，如载纳米银的抗菌口罩、防护服、纳米银抗菌纤维制成的烧烫伤敷料、医用绷带、纳米银外用乳膏、凝胶制剂、纳米银系不锈钢器械、纳米银聚氨酯心室导管、纳米银无菌导管、纳米银镀层的药物传送导管等。

银纳米材料的性质不仅受到尺寸大小的影响，还与纳米材料的形状密切相关，如纳米粒、纳米线、纳米管、纳米棒、纳米带、同轴纳米电缆等。银纳米线常被用作纳米激光器、单电子量子计算机的存储元件、扫描隧道显微镜的针尖、纳米器件和超大规模集成电路中的连线、光导纤维、微电子学方面的微型钻头以及复合材料的增强剂等。近年来，人们开始关注到银纳米线作为基础构建模块制备有序的三维材料。研究表明，银纳米线与聚苯乙烯混合制备所得的三维纳米复合材料表现出良好的连续性与刚性，其导电渗滤性能优于碳纳米管(Advanced Functional Materials，2010，20：2709-2716.)。Chen等在银纳米颗粒中掺杂银纳米线，由于纤维状银纳米线的存在，可以连接导电填料中分散的银纳米颗粒以提高导电性能并起稳定作用(Journal ofMaterialsScience，2007，42：3172-3176.)。Cui等以棉花为载体，结合银纳米线与碳纳米管制备成滤水装置，可高速有效地对高浓度含菌水进行灭菌处理(Nano Letters，2010，10：3628-3632.)。

制备新型抗菌材料的思路之一是将无机抗菌剂与有机物、无机多孔材料等通过化学键合或物理吸附等方法复合，通常以有机物/无机多孔材料为骨架，无机抗菌剂分散其中，因此，其主要成分往往是非抗菌成分/低抗菌成分。因此一种既具有三维网状结构，并且骨架和通过化学键合分散在骨架中的物质均具有高效抗菌成分的新型抗菌材料的开发很有必要。

发明内容