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巯基苯硼酸活化金纳米颗粒、其制备方法及应用

2021-01-31 22:09:50

巯基苯硼酸活化金纳米颗粒、其制备方法及应用

  技术领域

  本发明属于生物材料领域,具体涉及一种巯基苯硼酸活化金纳米颗粒, 及其制备方法和应用。

  背景技术

  细菌感染,特别是伤口感染对人体健康是一个严重的威胁,甚至会直接 导致死亡。革兰氏阳性细菌比革兰氏阴性细菌更易引起皮肤和软骨组织感 染。近年来,细菌感染导致死亡的病患数量急剧增加,这一现象与抗生素 的滥用密不可分。随着抗生素的滥用,诱发细菌出现了严重的耐药性,进 而导致超级细菌危机。因此寻求有效的新型抗菌药物非常紧迫,特别是针 对多药耐药的超级细菌。由于纳米材料具有比表面积大,表面功能化程度 高,物理化学性质独特的特性,许多纳米材料已被用于开发和制备新型抗 菌药物。金纳米颗粒在兼具以上优良性质的前提下,同时具有许多独特的 性质,如:良好的生物相容性,优异的抗菌活性和快捷的合成方法。许多 研究表明,金纳米颗粒自身并没有抗菌活性,但通过硫醇、胺和膦酸化合 物等官能团修饰后表现出有效的抗菌活性。苯基硼酸及其衍生物可以作为 药物合成的中间体,并在药物输送领域取得了显着的效果。巯基苯硼酸通 过硼酸基与细菌表面的肽聚糖结合,提高对细菌的选择性;又利用巯基在 纳米颗粒表面形成金-硫键,将配体分子稳定修饰在金纳米颗粒表面。基于 上述考虑,通过巯基苯基硼酸激活金纳米颗粒作为抗菌剂的配体是一个合 适的选择。

  皮肤是人体最大的器官,具有屏障保护、调节体温、分泌与排泄、吸收 与代谢、免疫等生理功能。由于伤口表面潮湿的环境,为细菌的繁殖提供 了便利,与此同时也加速了病区内的交叉感染。随着伤口敷料研究的进展, 理想的功能性医用伤口敷料在满足隔离受损皮肤与外界环境的同时应该应 具有防止伤口细菌感染的功能。静电纺丝技术作为一种有效的微纳米纤维 制备方法,在生物医学,伤口敷料和药物递送等领域有着不可取代的优势。 如:比表面积大,柔韧性好,聚合物材料选择性广泛。国内外学者利用纳 米材料制备抗菌剂及其在皮肤感染方面的应用领域做了一些探索。现有技 术公开了载银细菌纤维素水凝胶抗菌敷料制备方法及其制品,利用细菌纤 维素水凝胶膜在银金属前驱液中浸泡,通过洗涤、脱水、灭菌等多个步骤 实现抗菌,但该方法制备流程复杂且纳米银不稳定,对人体有较强的毒性, 美国FDA已经明确禁止纳米银在医疗方面的使用,我国CFDA也在医用领 域对纳米银进行了限制。现有技术还公开了一种含纳米金抗菌敷料及其制 备方法,利用配体修饰金纳米颗粒制备了对细菌没有耐药性的有效抗菌剂, 但是在制备抗菌敷料时,需经过浸轧及烘干等步骤,制备过程繁琐且纳米 金颗粒抗菌剂需要依附与其他敷料,且无法实现缓慢释放,不适合长期治 疗的使用。现有技术公开了一种抗菌敷料用壳聚糖水凝胶及其制备方法, 原料组分包括水溶性单体、抗菌剂、交联剂、缩合剂、活化剂和引发剂, 成分复杂,多种成分之间的影响尚不清楚,无法实现伤口的透气性,因此, 探索制备工艺简单的功能型伤口敷料具有重要的意义。

  发明内容

  因此,本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷,提供一种巯基苯硼 酸活化金纳米颗粒,及其制备方法和应用。

  在阐述本发明内容之前,定义本文中所使用的术语如下:

  术语“4MBA”是指:对巯基苯硼酸。

  术语“3MBA”是指:间巯基苯硼酸。

  术语“PCL”是指:聚己内酯。

  术语“高分子聚合物”是指:由许多相同的、简单的结构单元通过共 价键重复连接而成的高分子量(通常可达104~106)化合物。

  术语“天然高分子”是指:自然界动植物(包括人类在内)的组成中, 以由重复单元连接成的线型长链为基本结构的高分子量化合物。

  为实现上述目的,本发明的第一方面提供了一种巯基苯硼酸活化金纳 米颗粒,所述巯基苯硼酸为对巯基苯硼酸或间巯基苯硼酸;

  优选地,所述金纳米颗粒的平均粒径为1~50nm,优选为1~10nm,最 优选为1~5nm。

  本发明的第二方面提供了第一方面所述的巯基苯硼酸活化金纳米颗粒 的制备方法,该制备方法可以包括以下步骤:

  (1)将巯基苯硼酸、三水氯金酸、三乙胺和吐温80溶于甲醇溶液中, 并在冰水浴中混合至完全溶解;

  (2)将硼氢化钠溶解于甲醇中,逐滴加入步骤(1)所得混合溶液中 进行反应;

  (3)将步骤(2)所得产物进行透析和过滤灭菌,制得所述金纳米颗 粒。

  根据本发明第二方面的制备方法,其中,所述步骤(1)中,所述巯基 苯硼酸与三水氯金酸的摩尔比为1:0.1~10,优选为1:1。

  本发明的第三方面提供了一种静电纺丝敷料,所述敷料包括:

  由线型长链天然高分子物质和重均分子量为104~106的高分子聚合物 制成的静电纺丝膜;和

  第一方面所述的巯基苯硼酸活化金纳米颗粒。

  根据本发明的第三方面的静电纺丝敷料,所述高分子聚合物选自以下 一种或多种:聚乙二醇、聚乳酸、聚乙烯醇、聚己内酯、聚乳酸-羟基乙酸 共聚物;优选为聚己内酯或聚乳酸-羟基乙酸共聚物;

  所述天然高分子物质选自以下一种或多种:蚕丝蛋白、壳聚糖、纤维 素、明胶、胶原;优选为明胶或胶原。

  本发明的第四方面提供了第三方面所述的静电纺丝敷料的制备方法, 该制备方法可以包括以下步骤:

  (1)将高分子聚合物、天然高分子和权利要求1所述的巯基苯硼酸活 化金纳米颗粒加入溶剂中,搅拌,使高分子聚合物、天然高分子和所述金 纳米颗粒溶解并混合均匀,配制成静电纺丝前驱液;

  (2)将步骤(1)中配置好的所述静电纺丝前驱液吸入固定在推进泵 上的注射器中进行静电纺丝,真空干燥,即可获得所述静电纺丝敷料。

  根据本发明的第四方面的制备方法,其中,所述步骤(1)中,所述溶 剂选自以下一种或多种:六氟异丙醇、三氯甲烷、丙酮、N,N-二甲基甲酰 胺、甲酸、乙酸、四氢呋喃和三氟乙酸,优选为六氟异丙醇;

  所述前驱液中溶质的质量分数为5~20质量百分比,优选为,10质量 百分比。

  根据本发明的第四方面的制备方法,其中,所述步骤(2)中所述静电 纺丝过程中:推进泵推进速率0.8~1.5毫升/小时并保持纺丝液流量稳定; 纺丝喷头为直径为0.2~0.6毫米的平针头,与高压直流电源10~20千伏正极 相连;纺丝喷头跟收集极间的距离6~10厘米;

  优选地,推进速率1.2毫升/小时;纺丝喷头0.4毫米的平针头;高压 电源14千伏;收集间距8厘米。

  本发明的第五方面提供了根据本发明第一方面所述的巯基苯硼酸活化 金纳米颗粒或根据第二方面所述方法制备的巯基苯硼酸活化金纳米颗粒在 制备抗菌材料中的应用。

  本发明的第六方面提供了本发明第一方面所述的巯基苯硼酸活化金纳 米颗粒或本发明第三方面所述的静电纺丝敷料在制造医疗器械或医用耗材 中的应用;优选地,所述医疗器械或医用耗材用于临床伤口处理、美容、 治疗烧伤、烫伤、褥疮感染。

  本发明的目的在于提出一种巯基苯硼酸活化的金纳米颗粒的抗菌剂一 步合成方法,以及所述含巯基苯硼酸活化的金纳米颗粒静电纺丝敷料的制 备方法和应用。所述金纳米颗粒显示出有效的抗菌活性和杰出的生物安全 性。结合抗多药耐药细菌的金纳米颗粒的静电纺丝敷料在动物皮肤感染模 型中表现出对细菌伤口感染的治愈能力。

  为了实现想的功能性医用伤口敷料的应用,本发明设计提供一种巯基 苯硼酸活化的金纳米颗粒的抗菌剂一步合成方法,以及所述含巯基苯硼酸 活化的金纳米颗粒静电纺丝敷料的制备方法和应用。所述金纳米颗粒显示 出有效的抗菌活性和杰出的生物安全性。所述的敷料在使用过程中,随着 明胶的降解,金纳米颗粒逐渐从电纺纤维膜中释放出来,实现缓释的效果, 能够有效对抗多药耐药细菌,在动物皮肤感染模型中表现出对细菌伤口感 染的治愈能力,可用于临床伤口处理,美容,治疗烧伤、烫伤、褥疮感染 等各种创伤,是一种极为优良的医用敷料。

  为了设计理想的抗菌纳米材料实现功能性医用伤口敷料的制备,本发 明设计提供一种的成本低、生物安全性好、针对多药耐药菌疗效好的分子 活化金纳米颗粒抗菌剂,并通过静电纺丝负载金纳米颗粒用于开发新型功 能性抗菌敷料用于治疗皮肤感染。在这项工作中,本发明人开发一步合成 法来制备巯基苯硼酸(MBA邻位2MBA、间位3MBA、对位4MBA)表面 官能化激活金纳米颗粒合成功能性抗菌纳米抗菌剂,针对革兰氏阳性细菌 的敏感株和临床分离的多药耐药株具有很好的抗菌效果。巯基苯硼酸含有 硼酸基和巯基两部分官能团,硼酸基可与细菌表面的肽聚糖结合,提高对 细菌的选择性和靶向性;巯基可通过金-硫键与纳米颗粒稳定结合,将配体 分子稳定连接在金纳米颗粒上。巯基苯硼酸活化的金纳米颗粒(Au_MBA NPs)通过破坏细菌细胞壁进而增加细胞膜的通透性,导致细菌死亡,但是 对哺乳动物细胞表现出极高的生物安全性,注射安全剂量超过最低抑菌浓 度的200倍。结合抗多药耐药细菌的金纳米颗粒的静电纺丝敷料在动物皮 肤感染模型中表现出对细菌伤口感染的治愈能力。

  为达到目的,本发明采用以下技术方案:

  根据本发明提供小分子激活的金纳米颗粒作为抗菌剂,其中,所述小 分子具有较高生物物安全性苯硼酸的衍生物,如所述苯环上的取代基为巯 基。所述取代基位置为间位和对位。

  根据本发明提供的巯基苯硼酸活化的金纳米颗粒的抗菌剂一步合成方 法,其中,所述合成金纳米颗粒时氯金酸与巯基苯硼酸的比例为1:5-5:1(即 摩尔质量比)。优选地,所述具有抗菌效果的金纳米颗粒的平均粒径在50nm 以下。更优选为1-5nm。本发明制得的巯基苯硼酸活化的金纳米颗粒具有 优异的抗菌性,可对抗多药耐药菌,对哺乳动物细胞表现出极高的生物安 全性,注射安全剂量超过最低抑菌浓度的200倍以上。

  根据本发明提供的含巯基苯硼酸活化的金纳米颗粒的抗菌静电纺丝敷 料,其中,所述电纺前驱液选用高聚物PCL和PLGA;天然高分子选用明 胶和胶原。优选地所述前驱液质量分数5-20质量%(即质量百分比)。更 优选为电纺前驱液选用10质量%PCL与明胶的混合物。

  本发明还提供了上述静电纺丝负载巯基苯硼酸活化的金纳米颗粒的抗 菌敷料的制备方法,推进泵推进速率0.8-1.5毫升/小时并保持纺丝液流量稳 定;纺丝喷头为直径为0.2-0.6毫米的平针头,与高压直流电源10-20千伏 正极相连;纺丝喷头跟收集极间的距离6-10厘米。优选地,推进速率1.2 毫升/小时;纺丝喷头0.4毫米的平针头;高压电源14千伏;收集间距8厘 米。

  进一步通过静电纺丝负载巯基苯硼酸活化的金纳米颗粒用于开发新型 功能性抗菌敷料。电纺的材料包括:1、高聚物类:聚乙二醇(PEG)、聚 乳酸(PLA)、聚乙烯醇(PVA)、聚己内酯(PCL)、聚乳酸-羟基乙酸 共聚物(PLGA)等;2、天然高分子类:蚕丝蛋白、壳聚糖、纤维素、明 胶、胶原等。以生物相容性好的高聚物与天然高分子进行静电纺丝,将高 聚物的力学性能与天然高分子的生物性能完美结合。静电纺丝制备复合纤 维膜具有多孔的微观结构,与细胞外基质相似的结构有利于细胞的粘附和 迁移,作为抗菌皮肤敷料在实现抗菌的同时能够促进伤口的愈合。本发明 设计的原理图如图1所示。将巯基苯硼酸活化的金纳米颗粒加入纺丝前驱 液中,制备负载抗菌颗粒的抗菌敷料。在使用过程中,随着纺丝的降解, 抗菌颗粒逐渐从电纺纤维膜中释放出来,实现缓释的效果。进一步通过皮 肤伤口感染模型验证了抗菌纳米纤维膜具有治疗皮肤感染伤口的可行性。

  本发明制备的静电纺丝负载巯基苯硼酸活化的金纳米颗粒的抗菌敷料 亲水性好,选用生物可降解材料,在前两周内复合纳米纤维膜显示质量损 失是由纤维中明胶缓慢的线性水解引起与此同时释放负载的抗菌金纳米颗 粒;通过测试电纺复合纳米纤维膜负载金纳米颗粒前后的红外吸收峰,未 出现新的吸收峰说明金纳米粒子的掺入对聚合物基质的化学组成没有显著 影响,使用拉力试验机测试了电纺纤维膜的机械性能,纤维膜的断裂伸长 率超过6%,这已经满足了作为组织再生材料支撑依附的要求。

  本发明制得的静电纺丝负载巯基苯硼酸活化的金纳米颗粒的抗菌敷料 具有优异的生物相容性,可对抗多药耐药细菌,通过敷料中天然成分的缓 慢降解,避免了更换敷料带来的二次伤害,降解的同时缓慢释放抗菌金纳 米颗粒,实现长效治疗,可用于临床伤口处理,美容,治疗烧伤、烫伤、 褥疮感染等各种创伤感染,是一种极为优良的医用敷料。

  本发明的巯基苯硼酸活化金纳米颗粒可以具有但不限于以下有益效 果:

  1、巯基苯硼酸活化的金纳米颗粒制备方法简单,不会诱发细菌产生耐 药性,针对革兰氏阳性细菌的敏感株和多药耐药株抗菌效果明显;

  2、苯基硼酸及其衍生物可以作为药物合成的中间体,用于活化金纳米 颗粒具有较高的生物安全性;

  3、静电纺丝方法制备的抗菌纤维膜具有稳定的理化性能及高的孔隙 率,能够隔绝污染物并柔软透气且具有较好的浸润性,能够与不同形状的 伤口完美贴合,选用可降解材料制备,减少了更换敷料带来的二次伤害;

  4、巯基苯硼酸活化的金纳米颗粒稳定易于储存,且通过静电纺丝技术 制备成敷料后,具有高稳定性、大规模生产的潜力和广泛的临床应用前景。

  附图说明

  以下,结合附图来详细说明本发明的实施方案,其中:

  图1示出了本发明设计合成巯基苯硼酸活化的金纳米抗菌颗粒及其利 用静电纺丝制备抗菌敷料的原理图。

  图2示出了实施例1和2制备的巯基苯硼酸修饰的金纳米颗粒的形貌 表征。图2A)间巯基苯硼酸修饰金纳米颗粒及B)对巯基苯硼酸修饰金纳米 颗粒透射电子显微镜图片,C)间巯基苯硼酸和对巯基苯硼酸及其修饰的金 纳米颗粒的平均直径及表面电荷统计。

  图3示出了实施例1和2制备的巯基苯硼酸修饰的金纳米颗粒抗菌性 能表征。图3A)间巯基苯硼酸修饰的金纳米颗粒和对巯基苯硼酸修饰的金 纳米颗粒最低抑菌浓度;间巯基苯硼酸和对巯基苯硼酸及其修饰的金纳米 颗粒和抗青霉素与金黄色葡萄球菌的B)敏感株(S.a.)及C)多药耐药株(MDR S.a.)和表面葡萄球菌的D)敏感株(S.e.)及E)多药耐药株(MDR S.e.)共培养细 菌浊度值变化。

  图4示出了实施例1和2制备的巯基苯硼酸修饰的金纳米颗粒抗菌机 理表征。图4间巯基苯硼酸修饰的金纳米颗粒和对巯基苯硼酸修饰的金纳 米颗粒对金黄色葡萄球菌的A)敏感株及B)多药耐药株细菌细胞壁破坏的 扫描电子显微镜图片;间巯基苯硼酸修饰的金纳米颗粒和对巯基苯硼酸修 饰的金纳米颗粒对金黄色葡萄球菌的C)敏感株及D)多药耐药株细菌细胞 壁破坏的透射电子显微镜图片。

  图5示出了实施例1和2制备的巯基苯硼酸修饰的金纳米颗粒生物安 全性表征。图5A)不同浓度间巯基苯硼酸修饰的金纳米颗粒及B)不同浓度 对巯基苯硼酸修饰的金纳米颗粒分别与红细胞共同孵化的溶血现象及 540nm吸光度变化,生理盐水与水分别为阴性对照和阳性对照;C)间巯基 苯硼酸修饰的金纳米颗粒和对巯基苯硼酸修饰的金纳米颗粒与人脐静脉内 皮细胞(HUVCE)和人主动脉成纤维细胞(HAF)共培养细胞形态变化。

  图6示出了实施例1和5制备的聚合物纳米纤维膜性能及负载金纳米 颗粒缓释效果表征。图6静电纺丝PG和PGA纤维膜的A)宏观照片和B) 扫描电子显微镜图像;C)在不同材料表面液滴随时间的接触角变化;D)静 电纺丝明胶、PCL、PG和PGA纤维膜的傅立叶变换红外光谱;E)静电纺 丝PGA纤维膜随时间的剩余重量变化和金纳米颗粒累积释放;F)静电纺丝 PG和PGA纤维膜的应力-应变曲线。

  图7示出了实施例1和5制备的聚合物纳米纤维膜动物实验结果。

  具体实施方式

  下面通过具体的实施例进一步说明本发明,但是,应当理解为,这些实 施例仅仅是用于更详细具体地说明之用,而不应理解为用于以任何形式限制 本发明。

  本部分对本发明试验中所使用到的材料以及试验方法进行一般性的描 述。虽然为实现本发明目的所使用的许多材料和操作方法是本领域公知的, 但是本发明仍然在此作尽可能详细描述。本领域技术人员清楚,在上下文中, 如果未特别说明,本发明所用材料和操作方法是本领域公知的。

  以下实施例中使用的试剂和仪器如下:试剂:

  三乙胺,吐温80,甲醇,硼氢化钠,购自sigma公司;

  三水氯金酸,购自国药集团化学试剂有限公司;

  对巯基苯硼酸,间巯基苯硼酸,聚己内酯,明胶,六氟异丙醇,购自 sigma公司;

  过滤器,购自密理博(Millipore)公司;

  透析袋(14kDa MW cut-off,Solarbio),液体LB培养基,购自北京索 莱宝科技有限公司;

  金黄色葡萄球菌(S.a.)和表面葡萄球菌(S.e.)的敏感株及多药耐药 株,购自北京佑安医院;

  人脐静脉内皮(HUVEC)和人主动脉成纤维细胞(HAF),购自北京 鼎国昌盛生物技术有限责任公司。

  仪器:

  透射电子显微镜,FEI company,USA,型号Tecnai G2 20S-TWIN;

  Zeta电位仪,购自Malvern Company,England;型号Zetasizer Nano ZS;

  酶标仪,购自瑞士TECAN集团公司,型号Tecan infinite M200;

  旋转蒸发器,购自湖南中仪器材进出口有限公司,型号IKA RV10,德 国;

  扫描电子显微镜,购自日本日立公司,型号Hitachi S4800+EDS;

  全自动接触角测试仪,购自德国KRUSS,型号DSA100;

  傅立叶变换红外光谱仪,购自珀金埃尔默仪器有限公司,型号FT-IR SpectrumOne;

  拉力试验机,购自美国英斯特朗公司,型号Instron5567;

  实施例1

  本发明设计的装置图如图1所示。本实施例用于说明对巯基苯硼酸活 化金纳米颗粒的制备方法及性能表征。

  (1)在圆底烧瓶中,将0.05毫摩尔的对巯基苯硼酸(4MBA分子量 153.99,Sigma),0.05毫摩尔的三水氯金酸(分子量393.83,国药集团化 学试剂有限公司),50微升的三乙胺和30毫克的吐温80溶于10毫升甲醇 溶液中,并在冰水浴中混合10分钟直至分子完全溶解。

  (2)将6毫克硼氢化钠溶解于2毫升甲醇中,在剧烈搅拌(1000转每 分钟)下逐滴添加圆底烧瓶中,瓶中的溶液颜色立即变成棕色,保持此反 应条件再反应2小时。

  (3)将获得的对巯基苯硼酸活化的金纳米颗粒用透析袋(14kDa MW cut-off,Solarbio)透析24小时以除去未处理的化学物质。将纳米颗粒通过 0.22微米过滤器(Millipore)过滤灭菌,并保存于4摄氏度冰箱备用。通 过透射电子显微镜(TEM,Tecnai G220S-TWIN,FEI company,USA)进 行对巯基苯硼酸活化的金颗粒的形态表征,观察结果如图2A所示,平均直 径为2.1nm,粒径范围1-5nm。样品的动态光散射(DLS)和Zeta电位由Zetasizer Nano ZS(Malvern Company,England)测试结果如图2C所示。

  (4)将金黄色葡萄球菌(S.a.)和表面葡萄球菌(S.e.)的敏感株及多 药耐药株培养在液体LB培养基中,接种浓度1×104CFU/mL。将金纳米颗 粒稀释2-128倍后分别加入接有细菌的培养基中,记录细菌在37℃培养24 小时后的最低抑菌浓度(MIC),结果如图3A所示。并通过测试细菌悬浮 液浊度在600nm处(OD600nm)的光密度来分析金纳米颗粒的抗菌活性,并 与青霉素进行对比,金纳米颗粒的抗菌效果在对待多药耐药菌的效果更加 有效,结果如图3B-E所示。为了进一步探索金纳米颗粒的抗生素机制,本 发明人将细菌与不同浓度的金纳米颗粒在摇床上以260转每分钟的转速振 荡4小时。将细菌离心后进行固定、脱水、再切成超薄切片,通过扫描和 透射电子显微镜进行观察,结果如图4A-D所示。

  (5)为了进一步的临床应用,本发明人通过酶标仪(Tecan infinite M200)测量样品在540nm(OD540nm)法人光密度测试了不同浓度金纳米颗 粒的溶血性能,使用盐水作为阴性对照,水作为阳性对照,结果如图5B所 示。通过测试人脐静脉内皮细胞(HUVEC)和人主动脉成纤维细胞(HAF) 在金纳米颗粒处理下的活力来评估其的体外细胞毒性,结果如图5C所示。

  (6)将获得的10毫升对巯基苯硼酸活化的金纳米颗粒通过旋转蒸发 器(IKARV10,德国)在40℃除去溶液中的溶剂,重新溶解到5.0毫升六 氟异丙醇(1,1,1,2,2,2-Hexafluoro-2-propanol,HFIP,Sigma)中,并与0.75 克的聚己内酯(PCL,分子量45000,Sigma)和0.25克的明胶(gelatin,A 型粉末,来自猪皮肤,Sigma)混合均匀,用磁力搅拌器常温下搅拌2小时, 配制成纺丝前驱液溶液。

  (7)将配置好的静电纺丝前驱液吸入固定在推进泵上的注射器中,最 佳纺丝参数为:纺丝喷头为直径为0.4毫米,高压直流电源14千伏,纺丝 喷头跟收集极间的距离8厘米推进速率1.2毫升/小时。经过2小时后,即 可获得负载抗菌金颗粒的PCL/明胶的复合纤维膜(PGA)。将获得的纳米 纤维膜在真空干燥器中干燥24小时,去除未挥发完全的有机溶剂。纤维膜 宏观照片及扫描电子显微镜下观察结果如图6A-B所示。

  (8)通过静态接触角测试仪评估电纺纳米纤维膜的表面润湿性,结果 如图6C所示,除了PCL的电纺纤维膜,其他均为亲水性的,且PCL的接 触角为120度。通过测试电纺复合纳米纤维膜负载金纳米颗粒前后的红外 吸收峰,结果如图6D所示未出现新的吸收峰说明金纳米粒子的掺入对聚合 物基质的化学组成没有显著影响。比较浸泡不同时间烘干后的纺丝干膜的 质量及浸泡液体中金的含量表征膜的降解和释放性能,结果如图6E所示。使用拉力试验机测试了电纺纤维膜的机械性能,结果如图6F所示,纤维膜 的断裂伸长率超过6%,这已经满足了作为组织再生材料支撑依附的要求。

  (9)本实施例纤维膜在SD大鼠皮肤感染模型中抗菌效果。在每只老 鼠背上构建四个直径为2.0厘米的圆形伤口,分为三组(n=3),组1(医 用纱布组);组2(空白纺丝纤维膜组);组3(负载金颗粒纺丝纤维膜组)。 结果如图4A所示,手术后10天后,负载金颗粒电纺纤维膜治疗的伤口的 大小明显小于医用纱布组和空白纺丝纤维膜组的伤口大小,说明金纳米颗 粒的掺入对抗多药耐药细菌伤口感染表现出有效的杀菌作用,能够更好的 伤口愈合。

  实施例2

  本实施例用于说明间巯基苯硼酸活化金纳米颗粒的制备方法及性能表 征。

  步骤如下:

  (1)在圆底烧瓶中,将0.05毫摩尔的间巯基苯硼酸(3MBA分子量 153.99,Sigma),0.05毫摩尔的三水氯金酸(分子量393.83,国药集团化 学试剂有限公司),50微升的三乙胺和30毫克的吐温80溶于10毫升甲醇 溶液中,并在冰水浴中混合10分钟直至分子完全溶解。

  (2)间巯基苯硼酸修饰的金纳米颗粒合成与实施例1相同,结果如图 2B-C所示,平均直径为1.8nm,粒径范围1-5nm。

  (3)间巯基苯硼酸修饰的金纳米颗粒抗菌性能及抗菌机理表征与实施 例1相同,结果如图3A-E和图4A-D所示。

  (4)间巯基苯硼酸修饰的金纳米颗粒生物安全性表征与实施例1相同, 结果如图5A和C所示。

  (5)纺丝原料参数均与实施例1相同。

  实施例3

  步骤如下:

  (1)对巯基苯硼酸修饰的金纳米颗粒合成及表征与实施例1相同。

  (2)将获得的10毫升对巯基苯硼酸活化的金纳米颗粒通过旋转蒸发 器(IKARV10,德国)在40℃除去溶液中的溶剂,重新溶解到5.0毫升六 氟异丙醇(1,1,1,2,2,2-Hexafluoro-2-propanol,HFIP,Sigma)中,并与1.0 克的聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA,50/50,Sigma)和0.5克的明胶(gelatin, A型粉末,来自猪皮肤,Sigma)混合均匀,用磁力搅拌器常温下搅拌2小 时,配制成纺丝前驱液溶液。

  (3)抗菌复合纤维膜性能表征与实施例1相同。

  实施例4

  步骤如下:

  (1)间巯基苯硼酸修饰的金纳米颗粒合成及表征与实施例2相同。

  (2)将获得的10毫升对巯基苯硼酸活化的金纳米颗粒通过旋转蒸发 器(IKARV10,德国)在40℃除去溶液中的溶剂,重新溶解到5.0毫升六 氟异丙醇(1,1,1,2,2,2-Hexafluoro-2-propanol,HFIP,Sigma)中,并与1.2 克的聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA,50/50,Sigma)和0.3克的胶原(I 型,Sigma)混合均匀,用磁力搅拌器常温下搅拌2小时,配制成纺丝前驱 液溶液。

  (3)抗菌复合纤维膜性能表征与实施例1相同。

  实施例5

  本实施例为实施例1的空白对照。

  步骤如下:

  (1)在锥形瓶中,将0.75克的PCL,0.25克的明胶加入10毫升的六 氟异丙醇中,用磁力搅拌器常温下搅拌2小时,使PCL、明胶和抑制剂在 HFIP中溶解并混合均匀,配制成透明纺丝前驱液溶液。

  (2)纺丝过程与实施例1相同。

  (3)PCL/明胶的复合纤维膜(PG)性能表征与实施例1相同,结果 如图6所示。

  (4)动物实验与实施例1相同。

  尽管本发明已进行了一定程度的描述,明显地,在不脱离本发明的精神 和范围的条件下,可进行各个条件的适当变化。可以理解,本发明不限于所 述实施方案,而归于权利要求的范围,其包括所述每个因素的等同替换。

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