CN108030774A - 一种负载光动力杀菌药物的羧甲基壳聚糖纳米微球及其合成方法 - Google Patents

一种负载光动力杀菌药物的羧甲基壳聚糖纳米微球及其合成方法 Download PDF

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Abstract

一种负载光动力杀菌药物的羧甲基壳聚糖纳米微球及其合成方法，合成一种PH响应的纳米微球,它在酸性条件下发生水解,立即释放大量的光敏剂,以便迅速有效地杀菌效果,在中性或碱性条件下,缓慢释放,长效抗菌可达一个星期，而且具有简单的合成方法，羧甲基壳聚糖的主要原料，是一种优良的生物相容材料，利用的交联剂的低毒性，本发明合成过程简便，使用的有机试剂较少，主要材料生物相容性好，进入人体后对正常组织影响小，而且对细菌生物膜具有明显的破坏杀灭作用，对耐药菌也有明显的效果，能够有效的运用于体内的抗菌及抗生物膜治疗。

Description

一种负载光动力杀菌药物的羧甲基壳聚糖纳米微球及其合成 方法
技术领域
本发明具体涉及新材料技术领域，具体涉及一种负载光动力杀菌药物的羧甲基壳聚糖纳米微球及其合成方法。
背景技术
细菌感染是导致人类疾病的重要的原因,如呼吸系统疾病、生殖系统疾病大多是由于细菌感染引起的。细菌感染也可能导致中风和恶化其他疾病的。医院各临床创伤性操作,如手术活检,内置导管(如尿管、静脉导管)会破坏皮肤的完整性,可以导致病原体入侵，正如我们所知,细菌感染最重要和有效的治疗方法是使用抗生素。另外细菌可以在不同的植入物中形成生物膜，最常见的是骨科植入物和内置的导管。细菌生物膜对抗生素和其他抗菌药物具有极强的耐受性，这些生物膜容易导致慢性感染的持续性。由于抗生素很少能解决这些感染，唯一有效的治疗细菌生物膜的唯一方法就是通过手术移除植入物。
现在材料学的方法解决感染主要将抗生素或金属离子用各种方法包裹在材料里面,如形成纳米微球、纳米复合材料纤维等,或修改生物材料表面,从而达到抗菌的效果。然而，由于近年来长期大量使用抗生素导致抗菌药物的产生，导致了耐药性细菌的出现，导致发病率和死亡率逐年增加，现在是主要的问题，金属离子的长期使用导致耐药细菌的产生。2014年世界卫生组织关于全球对抗生素耐药性监测的报告明确宣布:“抗生素耐药性不再是未来的预测;它现在正在全世界范围内发生，而且正在危及在社区和医院治疗普通感染的能力”。
我们的实验室长期致力于抗菌和抗生素膜的研究，并取得了一些进展。包括通过自组装技术层数，合成智能多层膜，使具有温度响应性或响应性，微环境响应性和抗菌粘附功能，表现出优良的长效抗菌效果，但其根本无法阻止耐药菌的产生。
发明内容
为了解决现有技术的缺陷及不足。本发明提供了一种负载光动力杀菌药物的羧甲基壳聚糖纳米微球及其合成方法。
本发明采用的技术解决方案是：一种负载光动力杀菌药物的羧甲基壳聚糖纳米微球，所述的负载光动力杀菌药物的羧甲基壳聚糖纳米微球由外层的聚合物纳米微球和包裹在聚合物纳米微球内的光敏剂组成。
所述的光敏剂为甲苯胺蓝。
所述的聚合物纳米微球采用羧甲基壳聚糖制成。
所述的负载光动力杀菌药物的羧甲基壳聚糖纳米微球的水中粒径为200nm左右，Ph=8时的Zate电位为-35.97±2.38。
一种负载光动力杀菌药物的羧甲基壳聚糖纳米微球合成方法，包括以下步骤：
（1）将环己烷，曲拉通-100，正辛醇按比例混合，均质7min；
（2）将1.1ml的3%的羧甲基壳聚糖溶液加入上述的环己烷，曲拉通-100，正辛醇混合溶液中，震荡混匀；
（3）在步骤（2）的混合溶液中加入200μl 的10mg/ml的甲苯胺蓝溶液，反应12h，；
（4）用异丙醇和乙醇分别清洗离心两次，即获得所述的负载光动力杀菌药物的羧甲基壳聚糖纳米微球。
所述的步骤（3）中还加入200μl 的1mmol/L的京尼平溶液。
所述的步骤（1）中环己烷，曲拉通-100，正辛醇的添加量为18.15±0.5ml，4.75±0.5g，4.41±0.5ml。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种负载光动力杀菌药物的羧甲基壳聚糖纳米微球及其合成方法，根据光敏剂在相应波长的近红外光的照射下,产生单一线性氧和其他活性氧,可应用于细胞膜和各种各样的生物大分子,导致细胞毒性,杀死细菌,它可以工作在多个目标同时,不易产生耐药性的原理，合成一种PH响应的纳米微球,它在酸性条件下发生水解,立即释放大量的光敏剂,以便迅速有效地杀菌效果,在中性或碱性条件下,缓慢释放,长效抗菌可达一个星期。而且具有简单的合成方法，羧甲基壳聚糖的主要原料，是一种优良的生物相容材料，利用的交联剂的低毒性，本发明合成过程简便，使用的有机试剂较少，主要材料生物相容性好，进入人体后对正常组织影响小，而且对细菌生物膜具有明显的破坏杀灭作用，对耐药菌也有明显的效果，能够有效的运用于体内的抗菌及抗生物膜治疗。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。
实施例1：
在50ml的离心管中加入环己烷18.15ml，曲拉通-1004.75g，正辛醇4.41ml，用均质机均质7min，加入1.1ml3%的羧甲基壳聚糖溶液，震荡均匀，加入10mg/ml甲苯胺蓝溶液200μl，反应过夜，用异丙醇清洗一次，用酒精清洗两次。
透射扫描电镜观察微球形成，大小均匀。释放速度快。
实施例 2：
在50ml的离心管中加入环己烷18.15ml，曲拉通-100 4.75g，正辛醇4.41ml，用均质机均质7min，加入1.1ml3%的羧甲基壳聚糖溶液，震荡均匀，加入10mg/ml甲苯胺蓝溶液和1mmol/L的京尼平溶液200μl，反应过夜，用异丙醇清洗一次，用酒精清洗两次。用上述合成的微球测试微球对小鼠成纤维细胞的细胞相容性，。用微球和光照处理后涂板法观察杀菌效果（金葡萄球菌，大肠杆菌，耐甲氧西林金黄色葡萄球菌），用细菌死活染色（金葡萄球菌，大肠杆菌，耐甲氧西林金黄色葡萄球菌）和扫描电镜观察抗生物膜(耐甲氧西林金黄色葡萄球菌，绿脓杆菌）特性。
生成物无蓝色物质，透射电镜观察大小均匀的微球合成，纳米粒度仪测得的粒径为200nm左右。结果显示处理组的细胞活性为80.726±14.642，表现出良好的细胞相容性，在近红外参数202mw，5min时，涂板观察细菌几乎完全被杀灭，生物膜扫描电镜显示处理组的生物膜完全被破坏，仅有少量分泌蛋白残留。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种负载光动力杀菌药物的羧甲基壳聚糖纳米微球，其特征在于，所述的负载光动力杀菌药物的羧甲基壳聚糖纳米微球由外层的聚合物纳米微球和包裹在聚合物纳米微球内的光敏剂组成。
2.根据权利要求1所述的一种负载光动力杀菌药物的羧甲基壳聚糖纳米微球，其特征在于，所述的光敏剂为甲苯胺蓝。
3.根据权利要求1所述的一种负载光动力杀菌药物的羧甲基壳聚糖纳米微球，其特征在于，所述的聚合物纳米微球采用羧甲基壳聚糖制成。
4.根据权利要求1所述的一种负载光动力杀菌药物的羧甲基壳聚糖纳米微球，其特征在于，所述的负载光动力杀菌药物的羧甲基壳聚糖纳米微球的水中粒径为200nm左右，Ph=8时的Zate电位为-35.97±2.38。
5.一种负载光动力杀菌药物的羧甲基壳聚糖纳米微球的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将环己烷，曲拉通-100，正辛醇按比例混合，均质7min；
（2）将1.1ml的3%的羧甲基壳聚糖溶液加入上述的环己烷，曲拉通-100，正辛醇混合溶液中，震荡混匀；
（3）在步骤（2）的混合溶液中加入200μl 的10mg/ml的甲苯胺蓝溶液，反应12h；
（4）用异丙醇和乙醇分别清洗离心两次，即获得所述的负载光动力杀菌药物的羧甲基壳聚糖纳米微球。
6.根据权利要求5所述的一种负载光动力杀菌药物的羧甲基壳聚糖纳米微球的合成方法，其特征在于，所述的步骤（3）中还加入200μl 的1mmol/L的京尼平溶液。
7.根据权利要求5所述的一种负载光动力杀菌药物的羧甲基壳聚糖纳米微球的合成方法，其特征在于，所述的步骤（1）中环己烷，曲拉通-100，正辛醇的添加量为18.15±0.5ml，4.75±0.5g，4.41±0.5ml。
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