[发明专利]具有一氧化氮/光动力协同抗菌、抗炎作用的纳米复合体系及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种具有一氧化氮/光动力协同抗菌、抗炎作用的纳米复合体系及其制备方法与应用，该纳米复合体系包括核壳结构的上转换纳米粒子，及包裹所述上转换纳米粒子的介孔二氧化硅，及负载在所述介孔二氧化硅上的AIE光敏剂、NO供体和改性聚乙二醇；实现了一种激光触发两种治疗方式协同的目的，能高效利用产生的活性氧、一氧化氮及过氧亚硝酸根阴离子对细菌进行杀伤作用并保留高度生物安全性，其在S.aureus感染的细菌性角膜炎模型的治疗中表现出优异的抗菌、抗炎效果，具备成为治疗细菌性角膜炎替代策略的潜能。

技术领域

本发明涉及新型材料领域，特别是涉及一种具有一氧化氮/光动力协同抗菌、抗炎作用的纳米复合体系及其制备方法与应用。

背景技术

细菌性角膜炎是由细菌感染导致的角膜炎症，如果不及时治疗，极易导致角膜穿孔、眼内感染甚至失明。目前，局部使用广谱抗生素(如左氧氟沙星、莫西沙星等)是临床上治疗细菌性角膜炎的一线疗法。然而，由于细菌对传统抗生素的耐药性越来越强，这类药物的疗效每况愈下。此外，传统抗生素治疗往往无法控制局部过度炎症反应，即使消灭了角膜中的细菌，仍有约50％的病患最终遭受视力受损。因此，寻找兼具良好抗菌和抗炎功能的新型治疗方式是细菌性角膜炎治疗中的重要问题之一。

一氧化氮气体治疗(Nitric Oxide，NO)和光动力治疗(Photodynamic Therapy，PDT)是近年发展起来的新型抗菌方法，已在多种疾病模型中疗效确切。据报道，NO不仅能有效杀死细菌，还能通过降低肿瘤坏死因子-α(Tumor Necrosis Factor-α，TNF-α)的表达，下调核因子-κB(Nuclear Factor-κB，NF-κB)参与抗炎过程。因其具有潜在的抗菌和抗炎作用，NO被认为是治疗细菌性角膜炎的潜在疗法。此外，眼睛是人体唯一的透光器官，基于良好的光穿透性，它为光动力治疗提供了独特的优势。然而，由于日益增强的细菌耐药性和细菌性角膜炎中细菌生物膜的快速发展，单一的治疗手段效果差强人意。并且PDT产生的活性氧(Reactive Oxygen Species，ROS)可以与NO反应生成具有更强杀菌功能的过氧亚硝酸根阴离子(ONOO^-)，因此两种手段协同治疗细菌性角膜炎治疗具有重要意义。虽然已公开了多种NO或PDT纳米体系，关于两者协同治疗报道较少。(New Journal of Chemistry,2019,44,162-170.)报道了NO和PDT的协同治疗，但需要不同波长的激光光源激发，在同一区域内同时产生NO和ROS并有效生成ONOO^-仍然是一个迫切需要解决的问题，因此构建单一波长响应的纳米复合体系可控地产生上述反应物可能是最有效的途径。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有一氧化氮/光动力协同抗菌、抗炎作用的纳米复合体系及其制备方法与应用，以解决上述现有技术存在的问题，实现对细菌性角膜炎良好的抗菌、抗炎效果。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种具有一氧化氮/光动力协同抗菌、抗炎作用的纳米复合体系，包括核壳结构的上转换纳米粒子，及包裹所述上转换纳米粒子的介孔二氧化硅，及负载在所述介孔二氧化硅上的AIE光敏剂、NO供体和改性聚乙二醇。

进一步地，所述核壳结构的上转换纳米粒子为NaYF₄:Yb³⁺,Tm³⁺@NaYF₄:Nd³⁺,Yb³⁺上转换纳米粒子，所述NaYF₄:Yb³⁺,Tm³⁺@NaYF₄:Nd³⁺,Yb³⁺上转换纳米粒子可以将980nm和808nm的激光转化为紫外光和可见光。

进一步地，所述介孔二氧化硅的厚度为1-10nm。

进一步地，所述AIE光敏剂为四苯乙烯衍生物TPE-Ph-DCM，紫外吸收峰范围为450nm-500nm，具有如下的化学结构式：