一种超分子水凝胶在制备治疗细菌感染的敷料中的应用制造技术

本发明专利技术提供了一种超分子水凝胶在制备治疗细菌感染的敷料中的应用；超分子水凝胶是一种由纤维素纳米晶体(CNCs)和氨基糖苷通过静电相互作用组装的超分子CT凝胶。水凝胶表现出良好的触变性良好的剪切变稀特性；可通过喷雾器或注射器轻松喷出或注射并快速回复，适用于许多不同的操作环境。此外，CT凝胶具有可调节的分子性质、良好的降解性、生物相容性和药物的长期释放性，在体外和体内均表现出良好的抗菌活性，甚至具有促进铜绿假单胞菌感染创面愈合的治疗效果。合的治疗效果。合的治疗效果。

【技术实现步骤摘要】
一种超分子水凝胶在制备治疗细菌感染的敷料中的应用


[0001]本专利技术涉及抗菌水凝胶
，尤其涉及一种超分子水凝胶在制备治疗细 菌感染的敷料中的应用。

技术介绍

[0002]细菌感染目前是全球公共卫生的一个主要威胁，特别是在发展中国家。这种 严重的疾病不仅使全世界每年有1300万患者遭受痛苦，而且给社会造成了沉重 的经济负担。此外，急性细菌感染会导致植入物手术失败、伤口难以愈合等，增 加败血症甚至死亡的风险。由于滥用抗生素，细菌感染造成的问题进一步恶化。 因此，新型抗菌材料和低剂量精准给药治疗策略是近年来备受关注的问题。与全 身给药相比，抗菌药物局部给药可使药物浓度在感染部位停留更长时间，毒性风 险低。水凝胶是一类通过化学或物理交联而形成的三维网络材料。水凝胶具有良 好的生物相容性、可调节的力学性能、可设计的刺激响应性，是一种适合于抗菌 领域局部给药的材料。
[0003]几个世纪以来，银的抗菌性能已经广为人知。此外，金、氧化锌、铜等其他 无机纳米颗粒(NPs)也被证明具有抗菌活性。这些NPs通常被封装到由天然聚 合物、改性天然聚合物或人工聚合物形成的水凝胶中。纳米颗粒负载水凝胶具有 良好的抗菌性能，但这类水凝胶通常不稳定，药物的爆发性释放可能对正常细胞 和组织产生明显的毒性，甚至对基因产生一定的副作用。利用抗菌肽、阳离子聚 合物和溶葡萄球菌素等固有抗菌成分构建三维网络是设计抗菌水凝胶的另一种 可行策略。这些水凝胶在体外和体内均表现出良好的抗菌活性和生物相容性，然 而，这些功能水凝胶的成胶元件通常昂贵并且需要预合成构建块、多组分混合以 确保交联网络的形成或复杂的凝胶过程，如pH变化、加热/冷却等。
[0004]因此，亟须开发出一种由廉价、易得的功能小分子构筑且制备工艺简便的高 效抗菌水凝胶。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是针对现有技术中的不足，提供一种超分子水凝胶在制备治疗 细菌感染的敷料中的应用。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是：
[0007]提供一种超分子水凝胶在制备治疗细菌感染的敷料中的应用。
[0008]优选地，所述超分子水凝胶由纤维素纳米晶体和氨基糖苷通过静电相互作用 共同组装而成。
[0009]更优选地，所述氨基糖苷选自硫酸妥布霉素(TOB)、硫酸丁胺卡那霉素 (Ami)、硫酸庆大霉素(Gen)、硫酸核糖霉素(Rib)、硫酸新霉素(Neo) 或硫酸巴龙霉素(Par)。
[0010]优选地，所述纤维素纳米晶体的浓度为0
‑
7wt％。
[0011]优选地，所述氨基糖苷的浓度为20
‑
60mM。
[0012]优选地，所述超分子水凝胶具有体内抗菌活性。
[0013]优选地，所述超分子水凝胶具有体外抗菌活性。
[0014]优选地，所述超分子水凝胶具有促进铜绿假单胞菌感染创面的愈合效果。
[0015]本专利技术采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
[0016]纤维素纳米晶体(CNCs)是来源于木浆的天然可再生棒状纳米晶体，其表面有硫酸半酯基(R
‑
OSO3)和羟基活性基团，因其优异的机械强度、良好的生物相容性和分散性而成为潜在的生物材料。当溶解在水中时，CNCs以稳定的胶体悬浮体形式存在。但是，CNCs往往不稳定，并随着加入无机或有机盐形成水凝胶。这是因为这些阳离子使得CNCs之间的离子强度增加，排斥作用减少，从而促进了CNCs之间的组装，形成交联网络。
[0017]此外，氨基糖苷类是天然可用的抗生素家族，广泛用于治疗革兰氏阴性和革兰氏阳性细菌感染。氨基糖苷上的多伯胺提供了与其他基团发生非共价或共价相互作用，以构建可逆网络的巨大机会，而氨基糖苷上糖单元的存在使得分子具有良好的水溶解度，并保证了水凝胶体系中通过氢键相互作用进行二次交联。
[0018]本专利技术提供了一种超分子水凝胶在制备治疗细菌感染的敷料中的应用；超分子水凝胶是一种由纤维素纳米晶体和氨基糖苷通过静电相互作用组装的超分子CT(CNCs/TOB)凝胶。水凝胶表现出良好的触变性良好的剪切变稀特性；可通过喷雾器或注射器轻松喷出或注射并快速回复，适用于许多不同的操作环境。此外，CT凝胶具有可调节的分子性质、良好的降解性、生物相容性和药物的长期释放性，在体外和体内均表现出良好的抗菌活性，甚至能促进铜绿假单胞菌感染创面愈合的治疗效果。
附图说明
[0019]图1为本专利技术一实施例中纤维素纳米晶体与氨基糖苷通过静电相互作用共同组装，合成一种易于治疗细菌感染的水凝胶的示意图；
[0020]图2a为CNCs和CTGel的照片和TEM图像；图2b为TOB/CNCs混合物的相图；图2c为随TOB浓度增加绘制的储能模量(G*)和ζ电位的变化；图2d为随着CNCs浓度的增加，储能模量(G')和损耗模量(G")的变化；图2e为CT水凝胶的触变性；图2f为CT水凝胶的剪切稀化特性；
[0021]图3a为CTGel的累积药物释放；图3b为CTGel、TOB、CNCs和PBS对金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌的体外抗菌活性；图3c
‑
f为PBS(d)或CT凝胶(f)处理的金黄色葡萄球菌和PBS(c)或CT凝胶(e)处理的铜绿假单胞菌的染色图像和SEM图像；图3g为CNCs、CNCs/AmiGel、CNCs/GenGel、CNCs/RibGel、CNCs/NeoGel、CNCs/ParGel和CNCs/TOBGel等不同样品抑菌圈的照片和图像；
[0022]图4a为通过MTT测定测试CTGel对NIH3T3细胞的细胞毒性；图4b
‑
d为注射CTGel或PBS两周的小鼠的相对体重(b)和血液学参数(c
‑
d)；图4e为分别注射CTGel和PBS的小鼠皮肤组织的Masson染色；
[0023]图5a为金黄色葡萄球菌感染模型的图示；图5b为用CTGel和金黄色葡萄球菌、TOB和金黄色葡萄球菌、CNCs和金黄色葡萄球菌、仅金黄色葡萄球菌治疗的小鼠图像；图5c
‑
h为治疗后心脏、肝脏、脾脏、肺、肾脏、肠和皮肤中存活细菌的计数；图5i为治疗后皮肤的革兰氏染色图像；
[0024]图6a为伤口感染模型示意图；图6b为伤口愈合过程图像(蓝色、绿色、橙色、红色
区域分别代表第0、5、9、14天的伤口面积；图6c为治疗期间各组伤 口闭合率；图6d
‑
f为治疗后伤口组织中促炎细胞因子(TNF
‑
α、IL
‑
1β和IL
‑
6) 的qRT
‑
PCR评估；图6g为伤口组织切片中TNF
‑
α和IL
‑
6的免疫组织化学染色； 图6h为处理后伤口组织的H&E染色。
具体实施方式
[0025]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超分子水凝胶在制备治疗细菌感染的敷料中的应用。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述超分子水凝胶由纤维素纳米晶体和氨基糖苷通过静电相互作用共同组装而成。3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述氨基糖苷选自硫酸妥布霉素、硫酸丁胺卡那霉素、硫酸庆大霉素、硫酸核糖霉素、硫酸新霉素或硫酸巴龙霉素。4.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述纤维素纳米晶体的浓度为0
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李林，
申请(专利权)人：上海长征医院，
类型：发明
国别省市：