[发明专利]一种抗菌金属离子-酞菁/聚多巴胺纳米球及其制备方法

说明书

本发明公开了一种抗菌金属离子－酞菁/聚多巴胺纳米球及其制备方法，包括以下步骤：S1、将可溶性金属盐、酞菁化合物、多巴胺盐酸盐在混合溶液中混合，常温下搅拌反应一段时间后，得到配位复合物溶液；S2、用Tris溶液调节配位复合物溶液的pH值，利用氙灯辐照配位复合物溶液，离心收集沉淀，用水和乙醇交替洗涤，干燥即得。本发明根据邻苯二酚与二价金属离子的配位作用，并利用可见光辐照配位复合物中酞菁产生活性氧簇，促进多巴胺进行氧化聚合，一步构建抗菌金属离子－酞菁/聚多巴胺纳米球，无需添加额外的氧化剂，制作方法简单，得到的抗菌纳米球兼具化学动力和光动力抗菌活性，能有效杀灭病原微生物、部分耐药菌，具有协同抗菌作用。

技术领域

本发明涉及生物纳米抗菌材料领域，特别涉及一种协同化学和光动力抗菌的金属离子-酞菁/聚多巴胺纳米球及其制备方法。

背景技术

尽管抗生素自被发现以来在治疗细菌感染中发挥了重要作用，细菌感染仍是导致全球人类死亡的主要诱因之一。过去的三十年中，传统抗菌手段过度使用抗生素，导致细菌的耐药性不断增加，对人类健康构成严重威胁。在英国政府委托威康信托基金会于2016年发表的《抗生素耐药性综述》中，作者预计，到2050年，全球每年可能有1000万人死于抗生素耐药性，超过每年死于癌症的820万人。尽管如此，目前大部分纳米抗菌材料开发制作仍然严重依赖于使用传统抗生素，如氟喹诺酮类、青霉素类等。

面对耐药性阴云围困、人类最后防线失效(多粘菌素抗药性)前所未有的困境，科学家们在不同领域开展替代抗生素的抗菌研究。这些方法包括：一、天然抗菌化合物药物递送、疫苗和噬菌体疗法等。但天然化合物的抗菌活性较低，疫苗和噬菌体疗法通常只对特定的感染菌株起作用，成本高昂，阻碍了它们在替代抗生素方面的实际应用。二、抗菌纳米材料开发。具体的有金属氧化物纳米颗粒(例如，氧化铁、ZnO、TiO₂)、2D纳米材料(例如，石墨烯基、金属碳化物和氮化物)、金属-有机框架(MOFs)、过氧化物酶衍生物，由这些纳米材料生成活性氧(ROS)依赖于相应的物性参数，如结晶度、组成及其纳米结构；此外，还发展了基于聚合物纳米材料、碳基纳米材料、金纳米材料和金属硫化物纳米材料的光热抗菌疗法，其中制剂的表面效应影响细菌杀灭效率，同时局部热效应易造成正常组织灼伤。即使是最具前景、安全性较高的光动力疗法，对于革兰氏阴性菌的杀灭效果也一般。综上所述，单一抗菌疗法抗菌效果有限且治疗条件苛刻，开发新的具有协同抗菌作用的抗菌制剂具有重要的意义。

光动力疗法因其微创性，低毒性，不产生耐药性等优点被认为是开发高效、安全抗菌材料最具前景的新疗法之一，主要利用光敏剂产生有毒活性氧(ROS)消除病原体。然而，光敏剂聚集诱导淬灭导致光活性降低，限制了其在临床中的进一步应用。通过制备含光敏剂的亲水纳米颗粒是应对这一问题的有效方法。目前，光敏剂主要通过共价键、疏水相互作用等方式封装于纳米颗粒，而基于光敏剂的协同抗菌纳米材料的研究还较少。

聚多巴胺(PDA)生物相容性好，具有金属离子螯合性、多功能黏性、高化学反应性、高分散性及可降解性，其结构中含有大量的邻苯二酚和一、二级胺，吸附在材料表面可以作为反应的“桥梁”，对其表面改性并负载相应的功能性物质可用于药物靶向递送。多用于传统抗菌材料构建，如，银＠聚多巴胺核壳结构、载抗生素纳米粒子等。这些构建方法通常涉及多步反应，过程复杂。其中，聚多巴胺聚合方式主要是自氧化、添加氧化剂，自氧化反应时间长、反应不可控，额外添加氧化剂可能侵占多巴胺功能基团且引起生物相容性降低。因此，如何有效利用多巴胺通过简单步骤和方法开发一种安全有效、无细菌耐药性产生的新型非抗生素抗菌材料至关重要。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种协同化学和光动力抗菌的金属离子-酞菁/聚多巴胺纳米球及其制备方法，解决现有技术中抗菌效果有限、治疗条件苛刻，制备过程复杂、需要添加氧化剂的问题。

本发明采用的技术方案如下：一种抗菌金属离子-酞菁/聚多巴胺纳米球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：