CN111450058A - 用于动物伤口杀菌愈合的纳米零价银喷雾的制备及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种用于动物伤口杀菌愈合的纳米零价银喷雾的制备及其制备方法,属于高分子动物医药纳米材料领域,能够解决现有纳米银制备方法复杂、使用不便且不具有促进伤口愈合功能等技术问题。该技术方案以pH诱导的聚合囊泡/胶束为协同模板,通过在其上原位还原生成超精细单分散性的纳米零价银。本发明提供的纳米零价银喷雾中具有超精细粒径、分散性很好的纳米零价银,可达到最佳的杀菌效果,通过配伍活性因子,可有效应用于动物伤口的杀菌愈合方面。
Description
技术领域
本发明属于高分子动物医药纳米材料领域,尤其涉及一种用于动物伤口杀菌愈合的纳米零价银喷雾的制备及其制备方法。
背景技术
近年来,随着家养宠物的越发流行,动物的医疗问题越来越受到社会的广泛关注。利用杀菌材料来杀灭和抑制有害细菌的生长、繁殖是提高动物健康水平的一个重要手段。金属离子杀灭、抑制细菌的活性由大到小的顺序为:Hg、Ag、Cu、Cd、Cr、Ni、Pd、Co、Zn、Fe。由于Hg、Cd、Pb、Cr和Cu等毒性较大,因此实际上用作金属杀菌剂的金属只有Ag和Zn。而银因具有优良的抗菌特性、毒副作用小及无耐药性使其具有成为抗菌材料的潜力。
纳米银粒子的制备方法有许多种,包括氧化还原法、机械研磨法、化学沉积法、电镀法、蒸镀法以及等离子体氧化-还原循环法等。专利CN1843134A公开了一种纳米银涂膜剂的制备方法,该方法制备的半透明黄色粘稠液体涂于伤口会起到抗菌杀菌的功效。专利号CN101171929A公开了一种纳米银抗菌制剂,通过该方法制得的纳米银粒径较小,不易团聚,抗菌效果较好。上述制备的纳米银虽具有一定的抗菌抑菌效能,但其制备方法较为复杂,且制备的纳米银试剂和涂膜成分复杂,使用不便、使用面也较窄,且不具有促进伤口愈合的功能。
自组装技术形成的聚合物囊泡和聚合物胶束近年来受到科学家的青睐,由于这些分子随着外界条件的变化会发生相应的形态、结构或组成上的变化,因此可赋予聚合物囊泡和胶束许多优异的性能,基于该方向研究制备纳米零价银喷雾具有重要意义。
发明内容
本发明提出一种用于动物伤口杀菌愈合的纳米零价银喷雾的制备及其制备方法。
为了达到上述目的,本发明提供了一种用于动物伤口杀菌愈合的纳米零价银喷雾的制备,由纳米零价银粒子和活性因子组成,所述纳米零价银粒子通过以下方法得到:
以PEG-P(tBA-stat-AA)为两亲性嵌段共聚物自组装形成聚合物囊泡,通过以硝酸银为银源、以硼氢化钠为还原剂在自组装形成的聚合物囊泡表面上沉积银离子并原位还原得到。
作为优选,所述纳米零价银具有超精细单分散性,其粒径平均为5.6±0.6nm。
作为优选,所述活性因子由表皮生长因子、成纤维细胞生长因子、角质类生长因子、植物小球藻生长因子和ABD活性因子组成。
作为优选,以质量浓度mg/mL计,所述喷雾中,纳米零价银为0.001-3、表皮生长因子为0.001-10、成纤维细胞生长因子为0.001-10、角质类生长因子为0.001-10、植物小球藻生长因子为0.001-10和ABD活性因子为0.001-10。
本发明提供了一种根据上述任一项技术方案所述的用于动物伤口杀菌愈合的纳米零价银喷雾的制备方法,包括以下步骤:
两亲性嵌段共聚物PEG-P(tBA-stat-AA)的制备:
将大分子引发剂PEO-Br、配体N,N,N',N”,N”-五甲基二亚乙基三胺(PMDETA)、催化剂溴化亚铜加入反应器中,然后加入单体丙烯酸叔丁酯,并加入适量溶剂,在无水无氧的条件下反应8-36h,合成嵌段共聚物PEG-b-PtBA;
然后向上述嵌段共聚物PEG-b-PtBA中再加入三氟乙酸反应1-4h,合成得到两亲性嵌段共聚物PEG-P(tBA-stat-AA);
自组装形成PEG-P(tBA-stat-AA)囊泡:
以1-20mg/mL的浓度将两亲性嵌段共聚物PEG-P(tBA-stat-AA)溶解在二甲基甲酰胺中,在搅拌条件下,以10-50d/min的速度滴加超纯净蒸馏水,透析除去有机溶剂,得到自组装PEG-P(tBA-stat-AA)囊泡水溶液;
超精细单分散性纳米零价银溶液的制备:
以硝酸银为银源、以硼氢化钠为还原剂在自组装的PEG-P(tBA-stat-AA)囊泡表面沉积银离子并通过将其原位还原,得到浅黄色到棕黄色的溶液,透析除去过量硼氢化钠后,得到超精细单分散性纳米零价银溶液;
纳米零价银喷雾的制备:
将表皮生长因子、成纤维细胞生长因子、角质类生长因子、植物小球藻生长因子和ABD活性因子加入所述超精细单分散性纳米零价银溶液中,混合搅拌均匀,紫外灯照射灭菌,分装得到纳米零价银喷雾。
作为优选,在两亲性嵌段共聚物PEG-P(tBA-stat-AA)的制备步骤中,所加入的大分子引发剂PEO-Br、配体N,N,N',N”,N”-五甲基二亚乙基三胺(PMDETA)、催化剂溴化亚铜的摩尔比为1:1:(1-2)。
作为优选,在超精细单分散性纳米零价银溶液的制备步骤中,硝酸银与硼氢化钠的摩尔比为1:(1-30);沉积银离子前聚合物囊泡的粒径为60-300nm,由于硼氢化钠的加入致使溶液pH升高,聚合囊泡模板逐渐转变为聚合物胶束,沉积银离子后,聚合物胶束的粒径为10-50nm。
作为优选,两亲性嵌段共聚物PEG-P(tBA-stat-AA)的制备步骤中使用的大分子引发剂PEO-Br通过以下方法制备得到:
将聚氧乙烯与2-溴异丁酰溴按摩尔比加入反应器中,加入适量溶剂后,加入三乙胺反应12-40h,经过滤、萃取、洗涤、溶解、沉淀后,真空干燥,得到大分子引发剂PEO-Br。
作为优选,所加入的聚氧乙烯与2-溴异丁酰溴的摩尔比为1:(1-3),所加入的三乙胺与2-溴异丁酰溴的摩尔比为1:(1-2)。
作为优选,所述纳米零价银喷雾中两亲性嵌段共聚物PEG-P(tBA-stat-AA)与纳米零价银粒子的质量比为(24-97):1。
与现有技术相比,本发明的优点和积极效果在于:
1、本发明提供的纳米零价银喷雾以聚合物囊泡和聚合物胶束为协同模板,通过在其上原位还原生成超精细单分散性的纳米零价银,该方法制备得到的纳米零价银不会发生团聚、能稳定存在,且具有超精细粒径,分散性很好,可达到最佳的杀菌效果;
2、本发明提供的纳米零价银喷雾通过加入活性因子,可有效促进伤口的愈合,此外,该产品拥有良好的生物相容性,且无毒副作用及耐药性;
3、本发明提供的纳米零价银喷雾的制备方法简单易行,适用范围较广,且方便携带及使用。
附图说明
图1为实施例1聚合物PEG-P(tBA-stat-AA)的1H NMR谱图;
图2为实施例1中沉积纳米零价银前的聚合物囊泡溶液照片和粒径图;
图3为实施例1中沉积纳米银前后由聚合物囊泡变为聚合物胶束的粒径DLS变化图;
图4为实施例1制得的纳米零价银喷雾的透射电镜图(a-c)及照片(d),体现了超精细单分散性的纳米零价银溶液;
图5为实施例1制得的纳米零价银喷雾的紫外吸收情况,证明了纳米零价银的存在;
图6为实施例1制得的纳米零价银喷雾和细胞共同培养结果,证明该产品无生物毒性,且能促进细胞增殖;
图7为实施例1制得的纳米零价银喷雾用于动物伤口愈合的案例,对照组为同一品种、同一年龄、同一体态及同一性别的猫,经对伤跟踪观察证明该产品具备极佳的动物伤口治愈效果;
图8为实施例1中沉积纳米零价银前的聚合物囊泡溶液透射电镜和原子力显微镜(AFM)照片粒径图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种用于动物伤口杀菌愈合的纳米零价银喷雾的制备方法,包括以下步骤:
S1:两亲性嵌段共聚物PEG-P(tBA-stat-AA)的制备:
将大分子引发剂PEO-Br、配体N,N,N',N”,N”-五甲基二亚乙基三胺(PMDETA)、催化剂溴化亚铜加入反应器中,然后加入单体丙烯酸叔丁酯,并加入适量溶剂,在无水无氧的条件下反应8-36h,合成嵌段共聚物PEG-b-PtBA;
然后向上述嵌段共聚物PEG-b-PtBA中再加入三氟乙酸反应1-4h,合成得到两亲性嵌段共聚物PEG-P(tBA-stat-AA)。
在上述步骤中,所使用的溶剂可选自二甲基亚砜、甲醇、苯甲醚等沸点高于60度的极性溶剂,该步骤在合成完毕得到所需共聚物后,通过在透析膜水中透析,所有溶剂和未反应物均可及其方便地去除干净。
S2:自组装形成PEG-P(tBA-stat-AA)囊泡:
以1-20mg/mL的浓度将两亲性嵌段共聚物PEG-P(tBA-stat-AA)溶解在二甲基甲酰胺中,在搅拌条件下,以10-50d/min的速度滴加超纯净蒸馏水,透析除去有机溶剂,得到自组装PEG-P(tBA-stat-AA)囊泡水溶液。
在上述步骤中,所使用的溶剂并不限于二甲基甲酰胺,本领域技术人员还可选用二甲基亚砜等与水能互溶的极性溶剂替换。
S3:超精细单分散性纳米零价银溶液的制备:
以硝酸银为银源、以硼氢化钠为还原剂在自组装的PEG-P(tBA-stat-AA)囊泡表面沉积银离子并通过将其原位还原,得到浅黄色到棕黄色的溶液,透析除去过量硼氢化钠后,得到超精细单分散性纳米零价银溶液。
上述步骤中,银源需为硝酸银、还原剂需为硼氢化钠,这是因为该方法中是通过加入硝酸银量的多少来控制最终纳米银溶液的浓度。
S4:纳米零价银喷雾的制备:
将表皮生长因子、成纤维细胞生长因子、角质类生长因子、植物小球藻生长因子和ABD活性因子加入所述超精细单分散性纳米零价银溶液中,混合搅拌均匀,紫外灯照射灭菌,分装得到纳米零价银喷雾。
上述实施例提供的方法采用自组装聚合物囊泡和聚合物胶束为协同模板,其中,所使用的两亲性嵌段共聚物为PEG-P(tBA-stat-AA),即聚氧乙烯嵌段聚(丙烯酸叔丁酯-无规共聚-丙烯酸),纳米银以硝酸银为银源,在P(tBA-stat-AA)所形成的聚合物膜上Ag+与丙烯酸(AA)上的羧基通过静电相互作用吸附,然后以硼氢化钠为还原剂在囊泡膜上原位生成纳米银。在沉积过程中,由于加入的硼氢化钠致使溶液pH的升高,以及丙烯酸(AA)上羧基的酸碱(pH)响应性,酸性条件下质子化水溶性减弱,碱性条件下去质子化水溶性增强,使得大的聚合囊泡模板会逐渐转变为小的聚合物胶束,即沉积前聚合物囊泡的粒径为60-300nm,沉积后聚合物胶束的粒径为10-50nm。基于紫外吸收光谱(UV)、动态光散射(DLS)及透射电镜图(TEM)测试结果显示,通过该协同模板法可获得超精细单分散性零价银溶液,同时更有利于稳定及形成均一的超精细单分散性纳米零价银粒子。可以理解的是,该纳米零价银喷雾在使用时需保证银浓度高于0.0169mg/mL。
需要说明的是,上述方法与传统意义上的聚合物囊泡上原位沉积的区别之处在于通过向反应体系中加入硼氢化钠使反应体系pH值发生变化,从而诱导此pH响应型聚合物囊泡自发形成尺寸更小的聚合物胶束,基于试验测试,大的聚合囊泡模板逐渐转变为小的聚合物胶束的转变点在pH 7.1左右,从图3的DLS变化图、图8和图4电镜图中可见此处变化,也正是基于聚合物囊泡-聚合物胶束的协同作用可最终获得分散性极好且超精细的零价纳米银溶液。在一优选实施例中,所述纳米零价银具有超精细单分散性,其粒径平均为5.6±0.6nm。这也是该方法有别于现有聚合物囊泡方法的独到之处。
在一优选实施例中,在两亲性嵌段共聚物PEG-P(tBA-stat-AA)的制备步骤中,大分子引发剂PEO-Br、配体N,N,N',N”,N”-五甲基二亚乙基三胺(PMDETA)、催化剂的摩尔比为1:1:(1-2)。可以理解的是,催化剂溴化亚铜的用量在反应体系中可同于或大于大分子引发剂或者配体的用量,以确保反应的正常进行。该聚合方法为原子转移自由基聚合,催化剂为溴化亚铜。反应终止时反应体系流过一个硅胶柱,短短几秒钟时间既可完全除净催化剂和配体。在合成嵌段共聚物PEG-b-PtBA的过程中,配合反应发生,所需的单体相对于引发剂PEG-Br的摩尔比可为(10-500):1。
在一优选实施例中,在超精细单分散性纳米零价银溶液的制备步骤中,硝酸银与硼氢化钠的摩尔比为1:(1-30)。需要说明的是,加入过量的硼氢化钠目的一方面在于确保加入的银离子完全还原为零价纳米银粒子;另一方面在于可使溶液pH从酸性变为碱性,从而诱导此pH响应型聚合物囊泡自发形成尺寸更小的聚合物胶束,进而基于聚合物囊泡-聚合物胶束之间的协同作用获得分散性极好且超精细的零价纳米银溶液。
在一优选实施例中,两亲性嵌段共聚物PEG-P(tBA-stat-AA)的制备步骤中使用的大分子引发剂PEO-Br通过以下方法制备得到:
将聚氧乙烯与2-溴异丁酰溴按摩尔比加入反应器中,加入适量溶剂后,加入三乙胺反应12-40h,经过滤、萃取、洗涤、溶解、沉淀后,真空干燥,得到大分子引发剂PEO-Br。
在上述步骤中,洗涤是反应体系溶剂在二氯甲烷中和加入等体积水搅拌后,体积比为1:1,取下层有机溶剂相;萃取是上一步的水相再加入二氯甲烷,体积比为1:1,萃取两次,取下层有机溶剂相;有机溶液相中再加入等体积的1M盐酸和1M氢氧化钠水溶液进行洗涤,体积比为1:1,最终取下层有机溶剂相,去除有机溶剂;溶解则是将去除有机溶剂后的聚合物重新溶解少量二氯甲烷中;沉淀是指把重新溶解在二氯甲烷中的聚合物倒入乙醚中沉淀提纯,乙醚和二氯甲烷体积比为1:50,沉淀两次。
所得到的大分子引发剂PEO-Br基于可以选取的聚合度(分子量)不同,比如聚合度为43或45或113等可选自多种。可以理解的是,聚环氧乙烷是U.S.FDA批准可用于人体的为数不多的几种聚合物之一,生物相容性极好。由于聚环氧乙烷是亲水性链段,从而使得该聚合物可以组装成聚合物囊泡/胶束。
在一优选实施例中,所加入的聚氧乙烯与2-溴异丁酰溴的摩尔比为1:(1-3),所加入的三乙胺与2-溴异丁酰溴的摩尔比为1:(1-2)。可以理解的是,聚氧乙烯与2-溴异丁酰溴的摩尔比还可以为1:1.5、1:2、1:2.5或上述范围内的任意比值,三乙胺与2-溴异丁酰溴的摩尔比还可以为1:1.5或上述范围内的任意比值。
在一优选实施例中,所述纳米零价银喷雾中两亲性嵌段共聚物PEG-P(tBA-stat-AA)与纳米零价银粒子的质量比为(24-97):1。可以理解的是,二者的质量比还可以为25:1、30:1、35:1、40:1、45:1、50:1、55:1、60:1、65:1、70:1、75:1、80:1、85:1、90:1、95:1或上述范围内的任意比值。
在一优选实施例中,所述活性因子由表皮生长因子、成纤维细胞生长因子、角质类生长因子、植物小球藻生长因子和ABD活性因子组成。可以理解的是,关于活性因子实际上还可包括其他因子,但基于试验认为,上述活性因子的加入对于产品预期效果而言更加有效。
在一优选实施例中,以质量浓度mg/mL计,所述喷雾中,纳米零价银为0.001-3、表皮生长因子为0.001-10、成纤维细胞生长因子为0.001-10、角质类生长因子为0.001-10、植物小球藻生长因子为0.001-10和ABD活性因子为0.001-10。可以理解的是,纳米零价银的质量浓度还可以为0.01、0.05、0.1、0.5、1、1.5、2、2.5mg/mL或上述范围内的任意点值,表皮生长因子、成纤维细胞生长因子、角质类生长因子和植物小球藻生长因子的质量浓度还可以为0.01、0.05、0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9mg/mL或上述范围内的任意点值。
为了更清楚详细地介绍本发明实施例所提供的用于动物伤口杀菌愈合的纳米零价银喷雾的制备及其制备方法,下面将结合具体实施例进行描述。
实施例1
大分子引发剂PEO45-Br的合成
将10g片状的PEO和250mL甲苯共沸蒸馏除去其中多余的水分,体系的温度降到室温,换成冰水浴,可加入2mL三乙胺,1.9mL 2-溴异丁酰溴的甲苯20mL,反应进行40h,过滤,萃取,收集有机相,干燥,过滤,沉淀,抽滤,真空干燥,得到白色粉末状大分子引发剂PEO45-Br。
两亲性嵌段共聚物PEG-P(tBA-stat-AA)的制备
0.5g的大分子引发剂PEO45-Br、0.035g的催化剂溴化亚铜(CuBr)、0.040g的配体PMDETA、3.76g丙烯酸叔丁酯(tBA)及2mL甲醇溶剂加入到50mL的反应器中,无水无氧在氮气或氩气的保护条件下,进行原子转移自由基聚(ATRP),温度60℃,进行48h。再旋蒸、过硅胶柱子、反复溶解旋蒸、泵抽,得到嵌段聚合物PEG-b-PtBA;此后再加入50mL三氟乙酸,反应进行2h,再旋蒸、泵抽,得到最终产物两亲性嵌段共聚物PEG-P(tBA-stat-AA),聚合物为浅黄色固体。图1示出了聚合物PEG-P(tBA-stat-AA)的1H NMR谱图。
自组装形成PEG-P(tBA-stat-AA)囊泡
聚合物溶解在二甲基甲酰胺(DMF)中,配制20mg/mL的溶液,在搅拌的条件下以10d/min的速度向DMF溶液中滴加两倍于DMF体积的去离子水,透析24h去除有机溶剂DMF,得到浅蓝色溶液。
超精细单分散性纳米零价银溶液的制备
聚合物囊泡溶液的浓度为1.6mg/mL,搅拌情况下加入AgNO3溶液,银离子与羧基的摩尔比为1:5,避光条件下搅拌30min,随后加入2.0mg硼氢化钠固体,避光搅拌,反应18h,溶液呈棕黄色不变,无明显的团聚和沉淀现象,将溶液放入透析袋中透析24h,获得褐色超精细单分散性纳米零价银溶液,长时间无团聚现象。紫外吸收光谱(UV)、动态光散射(DLS)及透射电镜图(TEM)测试结果据显示其成功合成超精细单分散性零价银溶液。其中,图2示出了沉积纳米零价银前的聚合物囊泡溶液照片和粒径图;图3示出了实施例1中沉积纳米银前后的聚合物囊泡模板变为聚合物胶束粒径变化图。
纳米零价银喷雾的制备
在500mL纳米零价银溶液中,加入1g表皮生长因子(EGF)、1g成纤维细胞生长因子(FGF)、1g角质类生长因子(KGF)、1g植物小球藻生长因子(CGF)和1g ABD活性因子,混合搅拌均匀,经紫外灯下照射除灭菌,分装即为所需产品。其中,图4示出了实施例1中纳米零价银喷雾透射电镜图(a-c)及照片(d),体现了超精细单分散性的纳米零价银溶液;图5示出了实施例1中纳米零价银喷雾紫外吸收情况,证明纳米零价银的存在;图6示出了实施例1中纳米零价银喷雾和细胞共同培养结果(细胞的存活率由CCK-8法测定得到),数据如表1所示,证明该产品无生物毒性,且能促进细胞增殖。
表1实施例1纳米零价银喷雾的最低抑菌浓度的测定结果
由表1可见,实施例1提供的纳米零价银喷雾在银浓度高于16.9μg/mL时,细菌被全部杀死且无法生长,体现了该产品优越的杀菌能力,同时也说明使用时应确保产品中银浓度应高于16.9μg/mL。
实施例2
大分子引发剂PEO45-Br的合成
将10g片状的PEO和250mL甲苯共沸蒸馏除去其中多余的水分,体系的温度降到室温,换成冰水浴,可加入2mL三乙胺,1.9mL 2-溴异丁酰溴的甲苯20mL,反应进行40h,过滤,萃取,收集有机相,干燥,过滤,沉淀,抽滤,真空干燥,得到白色粉末状大分子引发剂PEO45-Br。
两亲性嵌段共聚物PEG-P(tBA-stat-AA)的制备
0.5g的大分子引发剂PEO45-Br,0.035g的催化剂溴化亚铜(CuBr),0.040g的配体PMDETA,2.36g丙烯酸叔丁酯(tBA)及2mL甲醇溶剂加入到50mL的反应器中,无水无氧在氮气或氩气的保护条件下,进行原子转移自由基聚(ATRP),温度60℃,进行48h。再旋蒸、过硅胶柱子、反复溶解旋蒸、泵抽,得到嵌段聚合物PEG-b-PtBA;此后再加入50mL三氟乙酸,反应进行2h,再旋蒸、泵抽,得到最终产物两亲性嵌段共聚物PEG-P(tBA-stat-AA),聚合物为浅黄色固体。
自组装形成PEG-P(tBA-stat-AA)囊泡
聚合物溶解在二甲基甲酰胺(DMF)中,配制20mg/mL的溶液,在搅拌的条件下以10d/min的速度向DMF溶液中滴加两倍于DMF体积的去离子水,透析24h去除有机溶剂DMF,得到浅蓝色溶液。
超精细单分散性纳米零价银溶液的制备
聚合物囊泡溶液的浓度为1.6mg/mL,搅拌情况下加入AgNO3溶液,银离子与羧基的摩尔比为1:10,避光条件下搅拌30min,随后加入1.0mg硼氢化钠固体,避光搅拌,反应18h,溶液呈棕黄色不变,无明显的团聚和沉淀现象,将溶液放入透析袋中透析24h,获得棕黄色超精细单分散性纳米零价银溶液,长时间无团聚现象。紫外吸收光谱(UV)、动态光散射(DLS)及透射电镜图(TEM)测试结果据显示其成功合成超精细单分散性零价银溶液
纳米零价银喷雾的制备
在500mL纳米零价银溶液中,加入2g表皮生长因子(EGF)、2g成纤维细胞生长因子(FGF)、2g角质类生长因子(KGF)、2g植物小球藻生长因子(CGF)和2g ABD活性因子,混合搅拌均匀,经紫外灯下照射除菌,分装即为所需产品。
实施例3
大分子引发剂PEO43-Br的合成
将10g片状的PEO和250mL甲苯共沸蒸馏除去其中多余的水分,体系的温度降到室温,换成冰水浴,可加入2mL三乙胺,1.9mL 2-溴异丁酰溴的甲苯20mL,反应进行40h,过滤,萃取,收集有机相,干燥,过滤,沉淀,抽滤,真空干燥,得到白色粉末状大分子引发剂PEO43-Br。
两亲性嵌段共聚物PEG-P(tBA-stat-AA)的制备
0.5g的大分子引发剂PEO43-Br,0.035g的催化剂溴化亚铜(CuBr),0.040g的配体PMDETA,4.36g丙烯酸叔丁酯(tBA)及2mL甲醇溶剂加入到50mL的反应器中,无水无氧在氮气或氩气的保护条件下,进行原子转移自由基聚(ATRP),温度60℃,进行48h。再旋蒸、过硅胶柱子、反复溶解旋蒸、泵抽,得到嵌段聚合物PEG-b-PtBA;此后再加入50mL三氟乙酸,反应进行2h,再旋蒸、泵抽,得到最终产物两亲性嵌段共聚物PEG-P(tBA-stat-AA),聚合物为浅黄色固体。
自组装形成PEG-P(tBA-stat-AA)囊泡
聚合物溶解在二甲基甲酰胺(DMF)中,配制10mg/mL的溶液,在搅拌的条件下以10d/min的速度向DMF溶液中滴加两倍于DMF体积的去离子水,透析24h去除有机溶剂DMF,得到浅蓝色溶液。
超精细单分散性纳米零价银溶液的制备
聚合物囊泡溶液的浓度为1.6mg/mL,搅拌情况下加入AgNO3溶液,银离子与羧基的摩尔比为1:6,避光条件下搅拌30min,随后加入1.5mg硼氢化钠固体,避光搅拌,反应18h,溶液呈棕黄色不变,无明显的团聚和沉淀现象,将溶液放入透析袋中透析24h,获得棕黄色超精细单分散性纳米零价银溶液,长时间无团聚现象。紫外吸收光谱(UV)、动态光散射(DLS)及透射电镜图(TEM)测试结果据显示其成功合成超精细单分散性零价银溶液
纳米零价银喷雾的制备
在500mL纳米零价银溶液中,加入1.5g表皮生长因子(EGF)、1.5g成纤维细胞生长因子(FGF)、1.5g角质类生长因子(KGF)、1.5g植物小球藻生长因子(CGF)和1.5g ABD活性因子,混合搅拌均匀,经紫外灯下照射除菌,分装即为所需产品。
实施例4
大分子引发剂PEO113-Br的合成
将10g片状的PEO和250mL甲苯共沸蒸馏除去其中多余的水分,体系的温度降到室温,换成冰水浴,可加入2mL三乙胺,1.9mL 2-溴异丁酰溴的甲苯20mL,反应进行40h,过滤,萃取,收集有机相,干燥,过滤,沉淀,抽滤,真空干燥,得到白色粉末状大分子引发剂PEO113-Br。
两亲性嵌段共聚物PEG-P(tBA-stat-AA)的制备
0.5g的大分子引发剂PEO113-Br,0.035g的催化剂溴化亚铜(CuBr),0.040g的配体PMDETA,3.33g丙烯酸叔丁酯(tBA)及2mL甲醇溶剂加入到50mL的反应器中,无水无氧在氮气或氩气的保护条件下,进行原子转移自由基聚(ATRP),温度60℃,进行48h。再旋蒸、过硅胶柱子、反复溶解旋蒸、泵抽,得到嵌段聚合物PEG-b-PtBA;此后再加入50mL三氟乙酸,反应进行2h,再旋蒸、泵抽,得到最终产物两亲性嵌段共聚物PEG-P(tBA-stat-AA),聚合物为浅黄色固体。
自组装形成PEG-P(tBA-stat-AA)囊泡
聚合物溶解在二甲基甲酰胺(DMF)中,配制10mg/mL的溶液,在搅拌的条件下以10d/min的速度向DMF溶液中滴加两倍于DMF体积的去离子水,透析24h去除有机溶剂DMF,得到浅蓝色溶液。
超精细单分散性纳米零价银溶液的制备
聚合物囊泡溶液的浓度为1.6mg/mL,搅拌情况下加入AgNO3溶液,银离子与羧基的摩尔比为1:8,避光条件下搅拌30min,随后加入1.3mg硼氢化钠固体,避光搅拌,反应18h,溶液呈棕黄色不变,无明显的团聚和沉淀现象,将溶液放入透析袋中透析24h,获得棕黄色超精细单分散性纳米零价银溶液,长时间无团聚现象。紫外吸收光谱(UV)、动态光散射(DLS)及透射电镜图(TEM)测试结果据显示其成功合成超精细单分散性零价银溶液。
纳米零价银喷雾的制备
在1L纳米零价银溶液中,加入3g表皮生长因子(EGF)、3g成纤维细胞生长因子(FGF)、3g角质类生长因子(KGF)、3g植物小球藻生长因子(CGF)和3g ABD活性因子,混合搅拌均匀,经紫外灯下照射灭菌,分装即为所需产品。
经性能验证,由实施例2-4中获得的聚合物囊泡与实施例1具有类似的性能。
实施例5
选取同一品种、同一年龄、同一体态及同一性别的猫在相近位置的相似刮伤进行跟踪观察,一只伤口处每日隔四小时喷洒一次实施例1制得的纳米零价银喷雾0.5mL,一日六次,另一只伤口未进行任何处理作为对比照,隔相同时间段对伤口进行跟踪拍照取证,如图7所示,发现应用此产品后两天后动物伤口便有显著的治愈效果伤口已愈合,而对比照两天后同样时间自愈伤口未有明显的伤口愈合,对比照七天以后自愈才伤口愈合,可证明该产品具备极佳的动物伤口治愈效果。
Claims (10)
1.用于动物伤口杀菌愈合的纳米零价银喷雾,其特征在于,由纳米零价银粒子和活性因子组成,所述纳米零价银粒子通过以下方法得到:
以PEG-P(tBA-stat-AA)为两亲性嵌段共聚物自组装形成聚合物囊泡,通过以硝酸银为银源、以硼氢化钠为还原剂在自组装形成的聚合物囊泡表面上沉积银离子并原位还原得到。
2.根据权利要求1所述的用于动物伤口杀菌愈合的纳米零价银喷雾,其特征在于,所述纳米零价银具有超精细单分散性,其粒径平均为5.6±0.6nm。
3.根据权利要求1所述的用于动物伤口杀菌愈合的纳米零价银喷雾,其特征在于,所述活性因子由表皮生长因子、成纤维细胞生长因子、角质类生长因子、植物小球藻生长因子和ABD活性因子组成。
4.根据权利要求1所述的用于动物伤口杀菌愈合的纳米零价银喷雾,其特征在于,以质量浓度mg/mL计,所述喷雾中,纳米零价银为0.001-3、表皮生长因子为0.001-10、成纤维细胞生长因子为0.001-10、角质类生长因子为0.001-10、植物小球藻生长因子为0.001-10和ABD活性因子为0.001-10。
5.根据权利要求1-4任一项所述的用于动物伤口杀菌愈合的纳米零价银喷雾的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
两亲性嵌段共聚物PEG-P(tBA-stat-AA)的制备:
将大分子引发剂PEO-Br、配体N,N,N',N”,N”-五甲基二亚乙基三胺、催化剂溴化亚铜加入反应器中,然后加入单体丙烯酸叔丁酯,并加入适量溶剂,在无水无氧的条件下反应8-36h,合成嵌段共聚物PEG-b-PtBA;
然后向上述嵌段共聚物PEG-b-PtBA中再加入三氟乙酸反应1-4h,合成得到两亲性嵌段共聚物PEG-P(tBA-stat-AA);
自组装形成PEG-P(tBA-stat-AA)囊泡:
以1-20mg/mL的浓度将两亲性嵌段共聚物PEG-P(tBA-stat-AA)溶解在二甲基甲酰胺中,在搅拌条件下,以10-50d/min的速度滴加超纯净蒸馏水,透析除去有机溶剂,得到自组装PEG-P(tBA-stat-AA)囊泡水溶液;
超精细单分散性纳米零价银溶液的制备:
以硝酸银为银源、以硼氢化钠为还原剂在自组装的PEG-P(tBA-stat-AA)囊泡表面沉积银离子并通过将其原位还原,得到浅黄色到棕黄色的溶液,透析除去过量硼氢化钠后,得到超精细单分散性纳米零价银溶液;
纳米零价银喷雾的制备:
将表皮生长因子、成纤维细胞生长因子、角质类生长因子、植物小球藻生长因子和ABD活性因子加入所述超精细单分散性纳米零价银溶液中,混合搅拌均匀,紫外灯照射灭菌,分装得到纳米零价银喷雾。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,在两亲性嵌段共聚物PEG-P(tBA-stat-AA)的制备步骤中,所加入的大分子引发剂PEO-Br、配体N,N,N',N”,N”-五甲基二亚乙基三胺(PMDETA)、催化剂溴化亚铜的摩尔比为1:1:(1-2)。
7.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,在超精细单分散性纳米零价银溶液的制备步骤中,硝酸银与硼氢化钠的摩尔比为1:(1-30);沉积银离子前聚合物囊泡的粒径为60-300nm,由于硼氢化钠的加入致使溶液pH升高,聚合囊泡模板逐渐转变为聚合物胶束,沉积银离子后,聚合物胶束的粒径为10-50nm。
8.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,两亲性嵌段共聚物PEG-P(tBA-stat-AA)的制备步骤中使用的大分子引发剂PEO-Br通过以下方法制备得到:
将聚氧乙烯与2-溴异丁酰溴按摩尔比加入反应器中,加入适量溶剂后,加入三乙胺反应12-40h,经过滤、萃取、洗涤、溶解、沉淀后,真空干燥,得到大分子引发剂PEO-Br。
9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所加入的聚氧乙烯与2-溴异丁酰溴的摩尔比为1:(1-3),所加入的三乙胺与2-溴异丁酰溴的摩尔比为1:(1-2)。
10.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述纳米零价银喷雾中两亲性嵌段共聚物PEG-P(tBA-stat-AA)与纳米零价银粒子的质量比为(24-97):1。
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