[发明专利]一种负载二维材料和纳米颗粒的抗菌水凝胶伤口敷料及制备方法

说明书

本发明涉及生物医学工程材料技术领域，公开了一种负载二维材料和纳米颗粒的抗菌水凝胶伤口敷料及制备方法，所述抗菌水凝胶伤口敷料包括水凝胶体、负载在所述水凝胶体中的二维硼烯纳米片和能够与硼酸反应释放Zn²⁺的纳米颗粒，所述能够与硼酸反应释放Zn²⁺的纳米颗粒优选ZnO纳米颗粒。本发明的抗菌水凝胶伤口敷料利用负载的二维硼烯纳米片通过光动力性能产生ROS(活性氧)实现抗菌性能，同时负载的ZnO纳米颗粒分解产生具有良好抗菌性的Zn²⁺，在两者的协同作用下，大幅提升了水凝胶伤口敷料的抗菌效果，此外，Zn²⁺还能促进成纤维细胞的迁移和增殖，对伤口的愈合具有极佳的促进作用。

技术领域

本发明涉及医用生物材料技术领域，特别是涉及一种负载二维材料和纳米颗粒的抗菌水凝胶伤口敷料及制备方法。

背景技术

细菌感染对急性和慢性伤口的愈合都会产生极大的干扰，是临床伤口护理中最困难的挑战之一。根据世界卫生组织的报告，每年大约有1500万人死于细菌感染。皮肤作为人体最大的器官，在受损之后，由于长期暴露，使其极易造成细菌感染。创面受到感染后，首先造成过度的炎症反应，用普通的消毒方式简单地对伤口进行处理虽然能短暂地削弱细菌的活性，但是消毒作用不彻底，菌落堆积处遗留的大量细菌生物膜仍旧能够使细菌卷土重来，重新恢复活力。这在创面修复最初的炎症期就形成了很大的干扰，大大延长了炎症周期，也严重影响后续的修复阶段。传统的抗菌方式是使用抗生素，抗生素可以有效抑制和杀死大多数细菌，但长期使用抗生素会使细菌产生耐药性，要想继续使用抗生素达到抗菌的效果就只能增加剂量，但给药方式不恰当，就会加剧健康问题。

理想的创面敷料除了能够促进伤口愈合之外，首先应该具有良好的生物安全性，与伤口直接接触后不会对伤口造成二次损害，然后再能够有效地发挥止血功能，并维持伤口部位的体液和电解质平衡，吸收伤口处过多的渗液。此外，好的敷料还应该对伤口有镇痛作用以及抗菌作用，从而促进伤口的愈合，减少疤痕的产生。传统的伤口敷料用于治疗感染创面时，通常涉及到高浓度抗生素的高频率使用，这往往会给人体带来不同程度的副作用。近年来，一些伤口敷料如壳聚糖基敷料、胶原蛋白敷料和一些载银或者锌的敷料，已经在临床和商业上得到了一定程度的利用，但是它们的治疗效果距离预期还存在着一定的距离。水凝胶具有高含水量，灵活可塑的形状，契合伤口的机械性能以及良好的生物相容性，被认为是极具潜力的创面修复临床应用材料。首先，水凝胶是交联网络中填充满水分的凝胶状物质，其多孔的交联网络结构使其具有良好的溶胀性能，给凝胶敷料体系中提供了一定的氧含量，其溶胀性能够吸收伤口中多余的渗液并维持病灶部位的湿润环境，促进伤口的修复。近年来，负载抗生素的纳米粒子在抗感染方面也显示出较好的预防作用，但纳米粒子有一定的细胞毒性，而且抗生素易产生耐药性，对生命器官有明显的损害。在这些不完善的治疗方法基础上，开发出新的、更有效的抗菌药物仍是临床应用中的迫切需求。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种负载二维材料和纳米颗粒的抗菌水凝胶伤口敷料及制备方法，所述抗菌水凝胶伤口敷料能够对抗创面受到的感染，缩短炎症期，并促进感染创面的修复与再生，促进成纤维细胞的增殖和迁移，促进伤口的愈合。

为了实现上述目的，本发明提供的技术方案为：

一种负载二维材料和纳米颗粒的抗菌水凝胶伤口敷料，包括水凝胶体、负载在所述水凝胶体中的二维硼烯纳米片和能够与硼酸反应释放Zn²⁺的纳米颗粒。

作为本发明所述负载二维材料和纳米颗粒的抗菌水凝胶伤口敷料的优选实施方式，所述能够与硼酸反应释放Zn²⁺的纳米颗粒为ZnO纳米颗粒。

作为本发明所述负载二维材料和纳米颗粒的抗菌水凝胶伤口敷料的优选实施方式，所述二维硼烯纳米片呈层状，平均粒径为300～500nm，聚合物分散性指数(PDI)为0.32，宽度为100～400nm。