CN113134109A - 二氧化铈基纳米复合材料、制备方法及用途 - Google Patents

二氧化铈基纳米复合材料、制备方法及用途 Download PDF

Info

Publication number
CN113134109A
CN113134109A CN202110403593.6A CN202110403593A CN113134109A CN 113134109 A CN113134109 A CN 113134109A CN 202110403593 A CN202110403593 A CN 202110403593A CN 113134109 A CN113134109 A CN 113134109A
Authority
CN
China
Prior art keywords
nano
cerium dioxide
ceria
antioxidant
preparing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110403593.6A
Other languages
English (en)
Inventor
杜亚平
翟欣昀
马腾飞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nankai University
Original Assignee
Nankai University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nankai University filed Critical Nankai University
Priority to CN202110403593.6A priority Critical patent/CN113134109A/zh
Publication of CN113134109A publication Critical patent/CN113134109A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L15/00Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
    • A61L15/16Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
    • A61L15/18Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons containing inorganic materials
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L15/00Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
    • A61L15/16Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
    • A61L15/42Use of materials characterised by their function or physical properties
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L15/00Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
    • A61L15/16Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
    • A61L15/42Use of materials characterised by their function or physical properties
    • A61L15/44Medicaments
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L15/00Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
    • A61L15/16Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
    • A61L15/42Use of materials characterised by their function or physical properties
    • A61L15/46Deodorants or malodour counteractants, e.g. to inhibit the formation of ammonia or bacteria
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00Manufacture or treatment of nanostructures
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2300/00Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
    • A61L2300/10Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices containing or releasing inorganic materials
    • A61L2300/102Metals or metal compounds, e.g. salts such as bicarbonates, carbonates, oxides, zeolites, silicates
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2300/00Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
    • A61L2300/40Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices characterised by a specific therapeutic activity or mode of action
    • A61L2300/404Biocides, antimicrobial agents, antiseptic agents
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2300/00Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
    • A61L2300/40Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices characterised by a specific therapeutic activity or mode of action
    • A61L2300/412Tissue-regenerating or healing or proliferative agents

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)

Abstract

本发明提供了一种二氧化铈基纳米复合材料及其制备方法和应用。本发明的二氧化铈基纳米复合材料的制备方法包括预处理步骤,以及纳米二氧化铈与光热杀菌性抗氧化纳米材料和/或光动力抗菌性抗氧化纳米材料的复合步骤。本发明提供的二氧化铈基纳米复合材料具有良好的生物安全性、杀菌性能以及抗氧化性能,可以有效促进慢性伤口的愈合。

Description

二氧化铈基纳米复合材料、制备方法及用途
技术领域
本发明涉及纳米材料以及慢性伤口愈合领域,具体涉及同时具有抗菌功能和抗氧化功能的二氧化铈基纳米复合材料及其制备方法。
背景技术
皮肤是人体最大的器官,构成了人体与外界环境相互作用的第一道屏障。但是由于各种原因很容易造成皮肤损伤,形成伤口,其中慢性伤口是一大严重的慢性疾病,严重影响我们的生活。糖尿病伤口是最具代表性的慢性伤口。由于人口老龄化,环境污染以及各种不健康的生活方式的影响,糖尿病患者人数急剧增加。糖尿病患者长期的高血糖状态会影响机体的正常代谢,导致患者的免疫机能下降,伤口周围容易滋生细菌,同时伤口周围的高血糖含量又为伤口周围的细菌提供丰富的营养物质,从而使得伤口长期停留在炎症阶段,形成反反复复、经久不愈的溃疡创面。目前,临床中用于控制糖尿病溃疡伤口处细菌感染最常用的方法是抗生素疗法,但是抗生素的长期使用会导致多重耐药菌株的出现,严重威胁着人们的身体健康。因此,制备出一种适合于慢性伤口的具有高效抗菌性能的促皮肤修复材料具有非常重要的意义。
发明内容
为解决上述现有技术存在的不足之处,本发明的目的之一是提供具有抗菌和抗氧化双重功能的促进伤口愈合的二氧化铈基纳米复合材料,旨在解决伤口愈合中由于细菌感染和过度炎症引起的延缓愈合的问题。
本发明的目的二是提供所述二氧化铈基纳米复合材料的制备方法。
本发明的目的三是提供所述二氧化铈基纳米复合材料的用途。
为实现上述目的,本发明的技术方案如下:
本发明提供的复合纳米材料包括纳米二氧化铈与具有光热转化性质的材料的复合,本发明还提供了二氧化铈与可以产生活性氧的材料的复合。
本发明提供的具有光热转化性质的材料以聚乙二醇改性的纳米二硫化钼为例。
具有抗菌和促进伤口愈合功能的光热杀菌性抗氧化二氧化铈基复合纳米材料的制备方法,其特点在于按如下步骤进行:
其中纳米二氧化铈的合成按照如下步骤进行:
1)将硝酸铈铵,乙酸,乙酸钠加入水中使上述物质完全溶解在水中,搅拌使其形成均一透明的溶液。
2)将上述溶液通过水热反应制备纳米二氧化铈,反应温度为220℃,反应时间为12小时。
3)将水热反应得到的溶液通过高速离心机在10000rpm转速下,离心10min收集沉淀,并将沉淀用水和乙醇清洗三次。
4)将离心后的固体部分冷冻干燥,得到本发明中所述的光热杀菌性抗氧化二氧化铈纳米复合材料。
其中经过聚乙二醇改性的纳米二硫化钼通过以下步骤进行合成:
1)将四水合钼酸铵和硫脲加入聚乙二醇400和水的混合液体中,搅拌使其溶解形成均一透明的溶液。
2)将上述溶液通过水热反应制备纳米二硫化钼,反应温度为220℃,反应时间为18h。
3)将水热反应得到的溶液通过高速离心机在100000rpm转速下,离心10min收集沉淀,并将沉淀用水和乙醇清洗三次。
4)将离心后的固体部分冷冻干燥,得到本发明中所述的纳米二硫化钼。
本发明中的光热杀菌性抗氧化纳米复合材料通过纳米二氧化铈和经过聚乙二醇改性的二硫化钼进行复合得到。
具体的,所述的纳米二氧化铈表面带有正电荷,显示出正电性,所述经过聚乙二醇改性的纳米二硫化钼表面带有负电荷,显示出负电性,将上述两种纳米材料在水溶液中进行搅拌混合,纳米二氧化铈即可附着在经过聚乙二醇改性的纳米二硫化钼的表面,形成纳米二硫化钼负载纳米二氧化铈的复合材料。
本发明的复合纳米材料,可以通过改变加入的纳米二氧化铈与聚乙二醇改性的纳米二硫化钼的质量比得到不同比例的纳米复合材料。
本发明提供的可以产生活性氧的材料以上转换纳米材料为例。
具有抗菌和促进伤口愈合功能的光动力杀菌性抗氧化二氧化铈基复合纳米材料的制备方法,其特点在于按如下步骤进行:
1)利用在油酸、油胺和十八烯中进行热分解反应的方法制备上转换纳米粒子。
2)在上转换纳米粒子外包覆二氧化硅。
3)对包覆二氧化硅的上转换纳米粒子进行化学键修饰,例如表面修饰氨基。
4)对上述纳米二氧化铈进行化学键修饰,例如表面修饰羧基。
5)通过化学方法将经过化学键修饰的上转换纳米粒子与经过化学键修饰的纳米二氧化铈进行复合,得到光动力杀菌性抗氧化二氧化铈基纳米复合材料。
有益效果
与已有技术相比,该发明有益效果体现在:
1.本发明所提供的二氧化铈基纳米复合材料,制备方法简单,并且同时具有抗菌和抗氧化的功能,用作慢性伤口愈合的敷料,可以有效地促进慢性伤口的愈合,具有较大的临床应用的潜力;
2.本发明所提供的二氧化铈基纳米复合材料,具有低毒、细胞相容性好以及细胞毒性低的优点,是安全性很高的生物医用材料;
3.本发明所提供的二氧化铈基纳米复合材料,通过近红外激光激发可将光能转化成热能或者生成活性氧并协同纳米二氧化铈对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌进行有效抑制,在慢性伤口愈合中降低伤口感染带来的难愈合风险;
4.复合材料中的纳米二氧化铈,自身含有丰富的氧空位,通过三四价的转化可以有效清除过量的活性氧,缓解过度炎症反应,以此促进伤口的愈合。
附图说明
图1a为对比例2对金黄色葡萄球菌的抗菌性能结果。
图1b为实施例2对金黄色葡萄球菌的抗菌性能结果。
图2a为对比例2对大肠杆菌的抗菌性能结果。
图2b为实施例2对大肠杆菌的抗菌性能结果。
图3a为实施例1金黄色葡萄球菌的抗菌性能结果。
图3b为实施例3金黄色葡萄球菌的抗菌性能结果。
图4a为实施例1对大肠杆菌的抗菌性能结果。
图4b为实施例3对大肠杆菌的抗菌性能结果。
图5为对照组、对比例1、对比例2以及实施例2分别在没有近红外照射以及施加近红外照射时对大鼠伤口愈合的作用。
图6为将实施例2制成便携创可贴示意图。
图7a为对照组、对比例3、对比例1和实施例4分别在没有近红外照射以及施加近红外照射时对金黄色葡萄球菌的抗菌性能测试结果。
图7b为对照组、对比例3、对比例1和实施例4分别在没有近红外照射以及施加近红外照射时对大肠杆菌的抗菌性能测试结果。
图8为对照组、对比例1、对比例3和实施例4分别在没有近红外照射以及施加近红外照射时对大鼠伤口愈合的作用。
具体实施方式
以下结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
下述实施例所用纳米二氧化铈和经过聚乙二醇改性的纳米二硫化钼均按如下步骤制备:
纳米二氧化铈通过以下步骤进行合成:
1)将2.74g硝酸铈铵加入乙酸和乙酸钠形成的缓冲溶液中,所述缓冲溶液是由10g乙酸钠和10mL乙酸溶液加入70mL水中形成的,使上述物质完全溶解在水中,搅拌使其溶解得到均一透明的溶液。
2)将上述溶液转移至聚四氟乙烯反应釜中并放入不锈钢反应釜外套中,通过水热反应制备纳米二氧化铈,反应温度为220℃,反应时间为12h。反应结束后,等待反应釜自然冷却至室温。
3)将水热反应得到的溶液通过高速离心机在10000rpm转速下,离心10min收集沉淀,并将沉淀用水和乙醇清洗三次。
4)将离心后的固体部分分散在少量的水中,超声使其分散均匀并进行冷冻干燥,得到本发明中所述的纳米二氧化铈。
经过聚乙二醇改性的纳米二硫化钼通过以下步骤进行合成:
1)将1.236g四水合钼酸铵和2.28g硫脲加入17.5mL聚乙二醇400和17.5mL水的混合液体中,搅拌使其溶解形成均一透明的溶液。
2)将上述溶液转移至聚四氟乙烯反应釜中并放入不锈钢反应釜外套中,通过水热反应制备纳米二氧化铈,反应温度为220℃,反应时间为18h。反应结束后,等待反应釜自然冷却至室温。
3)将水热反应得到的溶液通过高速离心机在10000rpm转速下,离心10min收集沉淀,并将沉淀用水和乙醇清洗三次。
4)将离心后的固体部分分散在少量的水中,超声使其分散均匀并进行冷冻干燥,得到本发明中所述的纳米二硫化钼。
实施例1
本发明中的光热杀菌性抗氧化二氧化铈基纳米复合材料1通过纳米二氧化铈和经过聚乙二醇改性的二硫化钼进行复合得到。
1)具体的,将40mg经过聚乙二醇改性的纳米二硫化钼与20mg纳米二氧化铈加入40mL纯水中,将混合液体超声20min使纳米材料在水中充分分散和混合,然后将上述溶液在室温下搅拌48h。
2)反应结束后,将上述溶液在9000rpm转速条件下离心5min收集沉淀,然后通过冷冻干燥收集到样品备用。
在本实施例中制备的样品包含的经过聚乙二醇改性的纳米二硫化钼与纳米二氧化铈的质量比为2:1。
实施例2
本发明中的光热杀菌性抗氧化二氧化铈基纳米复合材料2通过纳米二氧化铈和经过聚乙二醇改性的二硫化钼进行复合得到。
1)具体的,将40mg经过聚乙二醇改性的纳米二硫化钼与40mg纳米二氧化铈加入40mL纯水中,将混合液体超声20min使纳米材料在水中充分分散和混合,然后将上述溶液在室温下搅拌48h。
2)反应结束后,将上述溶液在9000rpm转速条件下离心5min收集沉淀,然后通过冷冻干燥收集到样品备用。
在本实施例中制备的样品包含的经过聚乙二醇改性的纳米二硫化钼与纳米二氧化铈的质量比为1:1。
实施例3
本发明中的光热杀菌性抗氧化二氧化铈基纳米复合材料3通过纳米二氧化铈和经过聚乙二醇改性的二硫化钼进行复合得到。
1)具体的,将40mg经过聚乙二醇改性的纳米二硫化钼与80mg纳米二氧化铈加入40mL纯水中,将混合液体超声20min使纳米材料在水中充分分散和混合,然后将上述溶液在室温下搅拌48h。
2)反应结束后,将上述溶液在9000rpm转速条件下离心5min收集沉淀,然后通过冷冻干燥收集到样品备用。
在本实施例中制备的样品包含的经过聚乙二醇改性的纳米二硫化钼与纳米二氧化铈的质量比为1:2。
实施例4
光动力杀菌性抗氧化二氧化铈基纳米复合材料的制备
1)前驱体的制备
三氟乙酸稀土盐前驱体的制备是通过将稀土氧化物在过量的三氟乙酸和水(v/v1/1)的混合液中进行回流反应,反应温度为80℃。待白色悬浊液彻底变澄清后,将其冷却至室温并过滤,然后将滤液放入烘箱,120℃烘干得到白色的三氟乙酸稀土盐的粉末,收集待用。
2)上转换纳米粒子的制备
将不同的三氟乙酸盐前驱体按照一定的比例混合,在油酸、油胺和十八烯混合溶液中磁力搅拌并进行真空抽气,通过程序控温加热装置加热到120℃并保持30min以除去水和氧气,形成透明的溶液。将烧瓶中充入氩气后,反应体系以5℃/min的速率升温至320℃并且保持1h。反应结束后,在氩气氛围下保持搅拌,冷却至室温。然后在三口瓶中加入15mL无水乙醇将产物沉淀出来,离心进行收集后,加入氯仿/无水乙醇洗涤两次。我们将上转换纳米粒子记作UCNPs。
3)包覆二氧化硅的上转换纳米颗粒的制备
将200mg的UCNPs分散在60mL含有1mL聚氧代乙烯(5)壬基苯基醚的环己烷中,搅拌10min,再加入4mL聚氧代乙烯(5)壬基苯基醚和0.8mL氨水(28wt%),超声20min使各物质混合均匀,溶液变为澄清后,再逐滴加入0.4mL的正硅酸乙酯,在室温下搅拌48h。通过离心收集产物,并用水/无水乙醇(v/v 1/1)洗涤两次后,在60℃烘箱中干燥即得到包覆二氧化硅的上转换纳米颗粒。
4)化学键修饰的上转换纳米粒子的制备
具体地,以氨基修饰为例。将200mg上述包覆二氧化硅的上转换纳米颗粒加入250mL的三口瓶中,并加入200mL异丙醇进行超声分散,待分散均匀后,将悬液加热至85℃,然后逐滴滴加1mL的3-氨丙基三乙氧基硅烷,并在此温度下回流加热6h。待反应降至室温时,通过离心收集样品并且用水和乙醇清洗三次。烘干后即得到化学键修饰的上转换纳米粒子。
5)化学键修饰的纳米二氧化铈的制备
具体地,以羧基修饰为例。将600mg聚丙烯酸(50%的水溶液)和30mL的二乙二醇混合溶液在磁力搅拌和真空条件下升温到110℃并充入氩气,并将2mL(50mg/mL)分散有对比例1的甲苯溶液逐滴滴加到三口瓶中并且使反应在110℃保持60min,然后将反应逐渐升温至240℃,溶液由浅黄色变为棕色,在该温度下保持90min后,自然降温冷却至室。最后加入乙醇得到的沉淀通过离心收集并用水洗三次,然后在60℃烘干即得到化学键修饰的纳米二氧化铈。
6)光热杀菌性抗氧化二氧化铈基纳米复合材料的制备
具体地,25mg化学键修饰的纳米二氧化铈分散在20mL吗啉乙磺酸的缓冲溶液中(10mM,pH=5.5),其中包含了10mM的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和25mM的N-羟基磺基琥珀酰亚胺中,并在37℃活化15min。然后,在超声的同时,将一定质量的化学键修饰的上转换纳米粒子加入上述混合溶液中,分散均匀后,将混合液在37℃搅拌12h。离心收集样品后,用水洗三遍,烘干,即得到光热杀菌性抗氧化二氧化二氧化铈基纳米复合材料。
对比例1
纳米二氧化铈的制备方法,包括:
1)将2.74g硝酸铈铵加入乙酸和乙酸钠形成的缓冲溶液中,所述缓冲溶液是由10g乙酸钠和10mL乙酸溶液加入70mL水中形成的,使上述物质完全溶解在水中,搅拌使其溶解得到均一透明的溶液。
2)将上述溶液转移至聚四氟乙烯反应釜中并放入不锈钢反应釜外套中,通过水热反应制备纳米二氧化铈,反应温度为220℃,反应时间为12h。反应结束后,等待反应釜自然冷却至室温。
3)将水热反应得到的溶液通过高速离心机在10000rpm转速下,离心10min收集沉淀,并将沉淀用水和乙醇清洗三次。
4)将离心后的固体部分分散在少量的水中,超声使其分散均匀并进行冷冻干燥,得到本发明中所述的纳米二氧化铈。
对比例2
聚乙二醇改性的纳米二硫化钼的制备方法,包括:
1)将1.236g四水合钼酸铵和2.28g硫脲加入17.5mL聚乙二醇400和17.5mL水的混合液体中,搅拌使其溶解形成均一透明的溶液。
2)将上述溶液转移至聚四氟乙烯反应釜中并放入不锈钢反应釜外套中,通过水热反应制备纳米二硫化钼,反应温度为220℃,反应时间为18h。反应结束后,等待反应釜自然冷却至室温。
3)将水热反应得到的溶液通过高速离心机在10000rpm转速下,离心10min收集沉淀,并将沉淀用水和乙醇清洗三次。
4)将离心后的固体部分分散在少量的水中,超声使其分散均匀并进行冷冻干燥,得到本发明中所述的纳米二硫化钼。
对比例3
上转换纳米粒子的制备方法
1)前驱体的制备
三氟乙酸稀土盐前驱体的制备是通过将稀土氧化物在过量的三氟乙酸和水(v/v1/1)的混合液中进行回流反应,反应温度为80℃。待白色悬浊液彻底变澄清后,将其冷却至室温并过滤,然后将滤液放入烘箱,120℃烘干得到白色的三氟乙酸稀土盐的粉末,收集待用。
2)上转换纳米粒子的制备
将不同的三氟乙酸盐前驱体按照一定的比例混合,在油酸、油胺和十八烯混合溶液中磁力搅拌并进行真空抽气,通过程序控温加热装置加热到120℃并保持30min以除去水和氧气,形成透明的溶液。将烧瓶中充入氩气后,反应体系以5℃/min的速率升温至320℃并且保持1h。反应结束后,在氩气氛围下保持搅拌,冷却至室温。然后在三口瓶中加入15mL无水乙醇将产物沉淀出来,离心进行收集后,加入氯仿/无水乙醇洗涤两次。我们将上转换纳米粒子记作UCNPs。
二氧化铈基纳米复合材料检测实验
图1为对比例2和实施例2对金黄色葡萄球菌的抗菌效果。
图2为对比例2和实施例2对大肠杆菌的抗菌效果。
如图1和图2所示,不论对金黄色葡萄球菌还是大肠杆菌,在不经过近红外激光照射时,实施例2和对比例2在浓度为0.02mg/mL至0.10mg/mL均没有表现出明显的抗菌能力。但是,在共培养结束后利用近红外激光器以1.2W/cm2的功率密度照射5min之后,其抗菌效果在材料浓度达到0.04mg/mL开始显现,并且抗菌性能随着样品浓度的增大而增大。除此之外,实施例2比对比例2具有更强的抗菌性能,这也证明了纳米二氧化铈对纳米二硫化钼的光动力抗菌能力有促进作用。
图3和图4为实施例1和实施例3对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌性能测试结果。
由图3和图4可知,实施例1和实施例3在不经过近红外光照射的条件下,对金黄色葡萄球菌以及大肠杆菌均没有表现出抗菌性能,但是在近红外光照射之后,对两种细菌表现出良好的抗菌性能。
图5为不做任何处理以及用对比例1、对比例2以及实施例2处理糖尿病大鼠模型伤口,从开始第0天到第14天的结果。
由图5可知,由于聚乙二醇改性的纳米二硫化钼在近红外照射下的光热作用,在伤口愈合的前期,经过含有聚乙二醇改性的纳米二硫化钼的纳米材料处理的伤口,加之近红外的照射,可以将伤口处的细菌杀死,因此伤口边缘具有较快的收缩。在伤口愈合的中后期,主要依赖于二氧化铈的抗氧化作用,清除伤口处过量的活性氧,消除炎症反应,进而促进伤口的愈合。因此,经过实施例2和近红外光同时处理的伤口,具有最快的愈合速度。
图6为将实施例2制成便携创可贴示意图。
由图6可知,可以利用简单的方法将纳米复合材料添加到创可贴上,得到便携式的创可贴,应用于伤口的快速愈合。
图7a为对照组、对比例3、对比例1和实施例4分别在没有近红外照射以及施加近红外照射时对金黄色葡萄球菌的抗菌性能测试结果。
由图7a可知,对照组、对比例3和对比例1在没有近红外照射和经过近红外照射时,对金黄色葡萄球菌的作用几乎没有差别,菌落数量相当。但是加入实施例四的组在经过近红外照射前后,金黄色葡萄球菌的菌落数量有明显差别,具有较好的抗菌性质。
图7b为对照组、对比例3、对比例1和实施例4分别在没有近红外照射以及施加近红外照射时对大肠杆菌的抗菌性能测试结果。
由图7b可知,对照组、对比例3和对比例1在没有近红外照射和经过近红外照射时,对大肠杆菌的作用几乎没有差别,菌落数量相当。但是加入实施例四的组在经过近红外照射前后,大肠杆菌的菌落数量有明显差别,具有较好的抗菌性质。
图8为对照组、对比例1、对比例3和实施例4分别在没有近红外照射以及施加近红外照射时对糖尿病大鼠伤口愈合的作用。
由图8可知,在伤口处加入实施例四并且经过近红外光照射的糖尿病大鼠伤口与其他组的伤口相比,愈合速度明显更快。
因此本发明中所述的二氧化铈基多功能纳米复合材料对慢性伤口的愈合具有促进作用,可以通过抗菌和抗氧化两个途径共同加速伤口的愈合。
最后应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (9)

1.一种二氧化铈基纳米复合材料的制备方法,其特征在于:
步骤一:预处理步骤;
步骤二:纳米二氧化铈与光热杀菌性抗氧化纳米材料和/或光动力抗菌性抗氧化纳米材料的复合步骤。
2.根据权利要求1所述的二氧化铈基纳米复合材料的制备方法,其特征在于,所述纳米二氧化铈与光热杀菌性抗氧化纳米材料的复合步骤包括:
a、通过水热反应法制备纳米二氧化铈:使硝酸铈铵、乙酸、乙酸钠完全溶解在水中,搅拌形成均一透明的溶液,然后进行水热反应,反应温度为180至220℃,反应时间为12至24小时;将水热反应得到的溶液通过高速离心机收集沉淀物,用水和乙醇清洗所述沉淀物并进行干燥,得到所述纳米二氧化铈;
b、通过水热反应法制备经聚乙二醇改性的纳米二硫化钼:将四水合钼酸铵和硫脲加入聚合度为200至600的聚乙二醇和水的混合液体中,搅拌形成均一透明的溶液,然后进行水热反应,反应温度为180至220℃,反应时间为12至48小时;将水热反应得到的溶液通过高速离心机收集沉淀物,用水和乙醇清洗所述沉淀物进行冷冻干燥,得到所述经聚乙二醇改性的纳米二硫化钼;
c、将所述纳米二氧化铈与所述经聚乙二醇改性的纳米二硫化钼在水溶液中搅拌混合,所述纳米二氧化铈附着在所述经聚乙二醇改性的纳米二硫化钼的表面,形成光热杀菌性抗氧化二氧化铈基纳米材料。
3.根据权利要求1所述的二氧化铈基纳米复合材料的制备方法,其特征在于,所述纳米二氧化铈与光动力杀菌性抗氧化纳米材料的复合步骤包括:
A、利用在油酸、油胺和十八烯中进行热分解反应的方法制备上转换纳米粒子;
B、在所述上转换纳米粒子外包覆二氧化硅;
C、对包覆二氧化硅的上转换纳米粒子进行化学键修饰;
D、对所述纳米二氧化铈进行化学键修饰;
E、通过化学方法将经过化学键修饰的上转换纳米粒子与经过化学键修饰的纳米二氧化铈进行复合,得到光动力杀菌性抗氧化二氧化铈基纳米复合材料。
4.根据权利要求3所述的二氧化铈基纳米复合材料的制备方法,其特征在于:油酸/油胺/十八烯为0/1/1、0.25/0.75/1、0.5/0.5/1、0.75/0.25/1或1/0/1。
5.根据权利要求3所述的二氧化铈基纳米复合材料的制备方法,其特征在于,在步骤A中,反应温度为290℃至330℃。
6.根据权利要求3所述的二氧化铈基纳米复合材料的制备方法,其特征在于:在步骤E中,所述经过化学键修饰的纳米二氧化铈与所述经过化学键修饰的上转换纳米粒子的比例为1:0.5至3。
7.根据权利要求3所述的二氧化铈基纳米复合材料的制备方法,其特征在于,在步骤C和D中,所述化学键修饰分别为表面修饰氨基、表面修饰羧基。
8.一种二氧化铈基纳米复合材料,其特征在于,所述二氧化铈基纳米复合材料通过权利要求1至7中任一项进行制备,包括光热杀菌性抗氧化二氧化铈基纳米复合材料和/或光动力杀菌性抗氧化二氧化铈基纳米复合材料。
9.一种二氧化铈基纳米复合材料的用途,其特征在于,所述二氧化铈基纳米复合材料的用途包括促进慢性伤口的愈合。
CN202110403593.6A 2021-04-15 2021-04-15 二氧化铈基纳米复合材料、制备方法及用途 Pending CN113134109A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110403593.6A CN113134109A (zh) 2021-04-15 2021-04-15 二氧化铈基纳米复合材料、制备方法及用途

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110403593.6A CN113134109A (zh) 2021-04-15 2021-04-15 二氧化铈基纳米复合材料、制备方法及用途

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113134109A true CN113134109A (zh) 2021-07-20

Family

ID=76812873

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110403593.6A Pending CN113134109A (zh) 2021-04-15 2021-04-15 二氧化铈基纳米复合材料、制备方法及用途

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113134109A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113621149A (zh) * 2021-08-20 2021-11-09 江南大学 一种3d打印抗菌水凝胶敷料及其制备方法
CN114190401A (zh) * 2021-11-30 2022-03-18 华中科技大学 一种基于激光液相辐照制备氧化铈纳米酶的方法及应用
CN114887113A (zh) * 2022-05-25 2022-08-12 中南大学湘雅三医院 一种负载血小板膜包被氧化铈的Gelma凝胶的制备方法及应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014188320A (ja) * 2013-03-28 2014-10-06 Dainippon Printing Co Ltd 医療用チューブ
CN105948124A (zh) * 2016-04-22 2016-09-21 中国科学院高能物理研究所 纳米硫化钼抗菌材料及其合成方法、应用
CN106975100A (zh) * 2016-01-15 2017-07-25 浙江大学 一种氧化铈/介孔硅的纳米复合材料及其制备方法和应用
CN109010828A (zh) * 2018-10-12 2018-12-18 中国科学院高能物理研究所 一种二硫化钼/二氧化铪的复合纳米材料、其制备方法及用途
CN110152711A (zh) * 2019-06-04 2019-08-23 南京大学 一种CeO2@MoS2/g-C3N4三元复合光催化剂及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014188320A (ja) * 2013-03-28 2014-10-06 Dainippon Printing Co Ltd 医療用チューブ
CN106975100A (zh) * 2016-01-15 2017-07-25 浙江大学 一种氧化铈/介孔硅的纳米复合材料及其制备方法和应用
CN105948124A (zh) * 2016-04-22 2016-09-21 中国科学院高能物理研究所 纳米硫化钼抗菌材料及其合成方法、应用
CN109010828A (zh) * 2018-10-12 2018-12-18 中国科学院高能物理研究所 一种二硫化钼/二氧化铪的复合纳米材料、其制备方法及用途
CN110152711A (zh) * 2019-06-04 2019-08-23 南京大学 一种CeO2@MoS2/g-C3N4三元复合光催化剂及其制备方法

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JIA TAO: "Mesoporous cerium oxide-coated upconversion nanoparticles for tumor-responsive chemo-photodynamic therapy and bioimaging", 《CHEMICAL SCIENCE》 *
MURUGAN, CHANDRAN: "Nanoceria decorated flower-like molybdenum sulphide nanoflakes: an efficient nanozyme for tumour selective ROS generation and photo thermal therapy", 《CHEMICAL COMMUNICATIONS》 *
TENGFEI MA: "A smart nanoplatform with photothermal antibacterial capability and antioxidant activity for chronic wound healing", 《ADVANCED HEALTHCARE MATERIALS》 *
WANG, QI: "Inhibited growth of Pseudomonas aeruginosa by dextran- and polyacrylic acid-coated ceria nanoparticles", 《INTERNATIONAL JOURNAL OF NANOMEDICINE》 *
YIN, WENYAN: "Functionalized Nano-MoS2 with Peroxidase Catalytic and Near-Infrared Photothermal Activities for Safe and Synergetic Wound Antibacterial Applications", 《ACS NANO》 *
ZHANG, MENGZHEN: "Antibacterial mechanism and activity of cerium oxide nanoparticles", 《SCIENCE CHINA-MATERIALS》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113621149A (zh) * 2021-08-20 2021-11-09 江南大学 一种3d打印抗菌水凝胶敷料及其制备方法
CN113621149B (zh) * 2021-08-20 2022-05-24 江南大学 一种3d打印抗菌水凝胶敷料及其制备方法
CN114190401A (zh) * 2021-11-30 2022-03-18 华中科技大学 一种基于激光液相辐照制备氧化铈纳米酶的方法及应用
CN114887113A (zh) * 2022-05-25 2022-08-12 中南大学湘雅三医院 一种负载血小板膜包被氧化铈的Gelma凝胶的制备方法及应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113134109A (zh) 二氧化铈基纳米复合材料、制备方法及用途
CN106577750A (zh) 一种二氧化钛复合纳米抗菌材料的制备方法及其产品
CN111945301B (zh) 一种基于近红外响应释放一氧化氮的膜及制备方法和应用
CN109260476B (zh) 一种808纳米近红外激发的复合抗菌涂层及其制备方法
CN113694250B (zh) 负载纳米银颗粒的可得然胶抗菌水凝胶的制备方法及应用
CN113181421A (zh) 一种具有抗菌和免疫调节功能的水凝胶伤口敷料及制备方法
CN113398327A (zh) 一种高生物活性MXene/生物玻璃微球复合材料的制备方法
CN113234436A (zh) 一种近红外碳量子点/二氧化硅复合材料及其制备方法和应用
CN114887060A (zh) 一种近红外碳点/二硫化钼复合材料及其应用
CN115569147A9 (zh) 铂单原子负载MXene纳米片的制备方法及其应用
CN118236541A (zh) 加速糖尿病伤口愈合的水凝胶敷料及其制备方法与应用
CN113797179A (zh) 基于介孔二氧化硅负载银的硅凝胶疤痕贴及其制备方法
CN1108786C (zh) 银箔化妆品
CN112451731A (zh) 一种基于可见光上转换材料的抑菌伤口敷料及其制备方法
CN116459386B (zh) 一种载银纳米二氧化钛修饰聚多巴胺光热抗菌型水凝胶及其制备方法
CN115414386B (zh) 一种具有催化抗菌性能的生物活性玻璃纳米复合材料的制备方法
CN115645599B (zh) 用于肿瘤切除术后创面修复的热敏凝胶敷料及其制备方法
CN113666641B (zh) 一种多功能生物活性微晶玻璃纳米材料及其制备方法和应用
Lu et al. A synergistically antimicrobial and antioxidant hyaluronic acid hydrogel for infected wounds
CN117547607A (zh) 一种BaTiO3-PDA-Cu纳米材料及其制备方法
CN112957520B (zh) 一种可见光催化抗菌水凝胶敷料及其制备方法
CN116899009A (zh) 一种光热效应驱动的抗菌敷料及其制备方法
CN115463151B (zh) 纳米酶及其制备方法、应用以及抑菌剂
CN115845125B (zh) 一种负载色氨酸碳量子点的甘草酸水凝胶及其制备方法和应用
CN115887746B (zh) 一种具有光热光动力协同抗菌能力的复合水凝胶敷料

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20210720