[发明专利]一种红外光响应释放一氧化氮的可分离微针及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种红外光响应释放一氧化氮的可分离微针及其制备方法与应用。制备方法包括如下步骤：1)将BNN6溶液和ZIF‑8混合，反应，得到BNN6@ZIF‑8；2)将BNN6@ZIF‑8、BP分散于SFMA溶液中，加入微针模具中填充针尖部位，除去模具中气体，蓝光光照交联，加入PVA溶液以填充模具的空腔，干燥，得到可分离微针。本发明的可分离微针的可同时起到抗菌和促创面愈合的作用，BP和BNN6@ZIF‑8协同抗菌；通过近红外光照来控制NO的释放及BP的升温，具有可控的抗菌特性；微针结构可嵌合到组织之中，不会从创面处脱落；背衬材料短时间内即可溶解，不影响创面愈合；具有良好的生物相容性。

技术领域

本发明涉及医用生物材料技术领域，尤其涉及一种红外光响应释放一氧化氮的可分离微针及其制备方法与应用。

背景技术

糖尿病伴随着长期并发症的出现，包括但不限于糖尿病溃疡。糖尿病溃疡的治疗已成为全球卫生保健系统的主要挑战。仅在美国，约有240万至450万人患有糖尿病溃疡。糖尿病溃疡破坏正常的皮肤再生功能，使伤口难以正常的生理方式愈合。这些伤口通常位于四肢，特别是足部。超过一半的糖尿病溃疡感染，导致慢性伤口的发展，甚至增加截肢和死亡的风险。此外，糖尿病溃疡平均持续12-13个月，复发的可能性为60％-70％，使得治疗成本严重增加。糖尿病溃疡治疗费用至少占糖尿病治疗总费用的12％-15％。糖尿病溃疡发病机制复杂，病原菌侵袭，发病率高，增加了治疗成本和难度，严重影响患者的舒适度和身体健康。

一氧化氮(NO)是一种广谱抗菌剂，能与超氧化物自由基(O₂^-)反应生成活性物质，这些物质会使得细菌细胞产生严重的氧化应激。此外，作为一种气体信号分子，NO促进血管生成、胶原沉积、再上皮化，并加速伤口愈合。双-N-亚硝基化合物是常用的NO供体，可以在光下分解生成NO分子。已有报道以N,N’-二仲丁基-N,N’-二亚硝基-1,4-苯二胺(BNN6)为NO供体，与MoS₂纳米载体相结合，可在808nm近红外激光照射下稳定释放NO。近红外激光可以深入组织，对周围健康区域的损伤很小，因此，是刺激NO释放的一个很好的候选方案。但BNN6在水中的溶解度较低，限制了它们的使用。

金属-有机骨架(MOFs)是一种由过渡金属与有机配体相互结合而成的立体网络结构晶体材料，因其具有大的比表面积和孔隙率、孔尺寸可调控性强等优势，已被广泛应用于气体储存、催化、光学和传感器技术。在多种类型的MOFs化合物中，沸石咪唑酯类骨架材料(ZIFs)具有独特的优势。ZIFs主要由Zn²⁺与咪唑配体反应形成，而锌是生物学中第二丰富的过渡金属，在生理系统中起重要作用。因此，ZIFs材料较为适宜用作药物载体，而ZIF-8由于其优异的特性，是ZIFs材料中最具有代表性的一种。ZIF-8具有较高的比表面积和带正电荷的表面，可以负载大量的小分子。

目前，近红外主导的光热疗法(PTT)已被广泛应用于抗菌研究中。PTT抗菌是依靠光热材料将近红外转化为局部热量以杀伤细菌的一种疗法，目前在抗生素耐药菌感染的治疗中具有潜在的应用前景。作为光热材料，黑磷纳米片(BP)具有制备方法简单和光热转换效率高的优点，同时黑磷由人体中含量丰富的磷元素组成，可降解为安全无毒的磷酸根离子，因此具有良好的生物相容性。

在伤口治疗中，通常采用性能优良的包扎材料促进伤口愈合，其中水凝胶具有高含水量、灵活的力学性能和良好的生物相容性，被认为是有潜力的临床应用候选材料。大多数水凝胶是由具有良好的生物相容性和可生物降解性的天然高分子材料(如海藻酸钠、羧甲基纤维素、右旋糖酐、明胶、胶原和透明质酸)、合成高分子材料(如甲氧基聚乙二醇、聚乙烯醇、肽和聚酰胺)制备。丝素蛋白(SF)是蚕丝的组成成分之一，具有良好的生物相容性、生物降解性、高抗张强度、多种细胞的增殖和粘附等优良的生物学特性，以及低炎症等特点，已被广泛应用于生物医学和生物技术领域。甲基丙烯酰胺基丝素蛋白(SFMA)是以SF为主体接枝上双键的衍生物，不仅具有良好的生物相容性，还可以响应紫外光，用于制备光交联水凝胶。