[发明专利]具有原子催化中心的刺猬状催化材料及其在制备抗菌药物中的用途

说明书

本发明提供了一种具有原子催化中心的刺猬状催化材料及其在制备抗菌药物中的用途，属于抗菌药物领域。该具有原子催化中心的刺猬状催化材料是将刺猬状金属有机骨架材料与金属盐、具有吡啶N的材料混合后热处理得到的。该材料能够通过模仿巨噬细胞的“捕获和杀死”过程来杀灭耐药细菌MRSA，其还具有良好的仿氧化酶活性、仿过氧化物酶活性和仿卤素过氧化物酶活性。该材料不仅在体外对耐药细菌MRSA具有良好的抗菌活性，还能在体内快速促进MRSA细菌感染的动物皮肤伤口愈合。本发明提供的刺猬状催化材料是一种非抗生素材料，其具有优良的生物相容性，能够解决抗生素滥用带来的细菌耐药问题，在制备模仿巨噬细胞的仿生材料和抗菌药物中应用前景广阔。

技术领域

本发明属于抗菌药物领域，具体涉及一种具有原子催化中心的刺猬状催化材料及其在制备抗菌药物中的用途。

背景技术

众所周知，细菌耐药已成为全球范围的重大公共健康问题，抗生素的滥用是造成细菌耐药的重要原因。耐甲氧西林金黄色葡萄球菌 (Methicillin-resistantStaphylococcus aureus，简称“MRSA”)具有多重耐药性并伴有高发病率和高死亡率，是导致坏死性肺炎、严重败血症、坏死性筋膜炎等疾病的重要致病菌，是医院感染和社区感染的重要病原菌之一，给临床治疗带来了极大的困难。MRSA对绝大多数的抗菌药物或制剂耐药，甚至对目前临床抗耐药菌最为有效的万古霉素也开始出现耐药，一旦MRSA发展到对万古霉素普遍耐药的程度，感染MRSA的患者将面临无药可治的危险境地。因此，针对细菌耐药日趋严重的情况，亟需开发非抗生素类药物来对抗细菌。

有研究者提出可以通过化学、光动力或声动力材料产生活性氧(ROS)来作为替代的抗菌策略。在各种ROS产生材料中，仿酶催化剂(包括纳米脂质体，金属有机骨架和无机材料等)由于能够活化过氧化氢(H₂O₂)产生ROS而获得了极大的关注。然而，当以非常低的浓度处理时，现有的仿酶催化剂往往表现出细菌杀灭能力不足的问题，而高浓度的使用又容易引起对细胞的毒性，存在生物相容性差的问题。因此，开发抗菌效果更好的、生物相容性优良的非抗生素类药物对于抗耐药细菌非常重要。

众所周知，巨噬细胞在消毒和伤口愈合中起关键作用。巨噬细胞可以通过连续捕获，吞噬和杀死细菌来有效地消灭病原细菌。巨噬细胞具有微褶，突出和识别受体的粗糙表面，这有助于细菌的检测和捕获；吞噬细菌后，溶酶体中的各种过氧化物酶(POD)可以产生丰富的局部ROS，以迅速杀死细菌。研究发现，巨噬细胞中产生ROS的酶主要由含血红素的催化位点组成，在 Cl^-和H₂O₂存在下，它们可产生高毒性的次氯酸(HClO)和其他类型的ROS。虽然有报道称V₂O₅纳米棒显示出良好的HClO产生和仿卤代过氧化物酶 (HPO)活性，但V₂O₅潜在的细胞毒性和较差的细菌捕获能力限制了其应用。因此，开发抗菌效果优良、生物相容性优良、可模仿巨噬细胞“捕获和杀死”细菌过程的材料对于抗耐药细菌具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有原子催化中心的刺猬状催化材料及其在制备仿酶制剂和抗菌药物中的用途。

本发明提供了一种刺猬状催化材料，它是将刺猬状金属有机骨架材料与金属盐、具有吡啶N的材料混合后热处理得到的。

进一步地，所述刺猬状催化材料将刺猬状金属有机骨架材料与金属盐、具有吡啶N的材料与溶剂混合后，干燥，热处理得到的；所述具有吡啶N的材料为1,10-菲咯啉。

进一步地，所述金属盐、1,10-菲咯啉的摩尔比为(1.2～4.0)：1；所述刺猬状金属有机骨架材料与金属盐的质量比为(0.1～1)：(0.1～1)；所述溶剂为醇类溶剂；所述热处理是在惰性气体氛围中进行的，热处理温度为500～800 ℃，时间为1～3小时。