CN114984211A - 新型纳米粒子及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种新型纳米粒子及其制备方法与应用，涉及医学材料技术领域。新型纳米粒子包括基底UCNP，连接于基底表面的MB层，以及连接于MB层的QCh层。使用季铵化壳聚糖与上转换纳米材料进行结合，通过季铵化壳聚糖破坏细菌生物膜，上转换纳米材料经NIR照射后，MB产生ROS也可杀灭细菌，双重抗菌作用对粪肠球菌进行杀灭，从而清除根管内粪肠球菌，治疗难治性根尖周炎。

Description

新型纳米粒子及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及医学材料技术领域，尤其是涉及一种新型纳米粒子及其制备方法与应用。
背景技术
难治性根尖周炎表现为经过反复多次常规根管治疗后，根尖周组织仍反复肿痛、窦道久不闭合或进行性骨质破坏，迁延不愈，严重者会导致拔牙。临床上最常采用根管治疗术(Root canal therapy，RCT)进行治疗。有研究显示慢性根尖周炎患牙根管治疗后5年生存率为81.4％，根尖愈合率为77.1％。提高难治性根尖周炎治疗成功率的关键是彻底清除包括粪肠球菌(Enterococcus faecalis)E.faecalis(根管内)、放线菌(根管外)等主要菌属组成的根尖周生物膜，控制根管内的感染。E.faecalis在根尖周炎治疗前的感染微生物菌群中仅占7.5％；但在根管治疗后再感染的根管中，所占比例高达38％，成为根管治疗后根管系统微生物感染的优势菌种，其常被视为根管治疗失败的主要标志。E.faecalis为肠球菌属的一种兼性厌氧菌，可以进入牙本质小管内1000μm处，产生聚集物质、明胶酶、胞外超氧化物等毒性产物，破坏感染组织的正常细胞，且在感染根管内以菌斑生物膜形式存在，阻止药物进入菌膜内部，增强自身耐药性，导致耐药菌株的形成。以上特点使得E.faecalis难以被完全清除，从而导致感染性疾病的发生。
目前，口腔医师针对E.faecalis感染的控制及消除，通常采用再次根管治疗的策略，对感染根管进行彻底的消毒、清除致病菌，然而经过完善的机械根管预备后仍有不少于35％的根管壁不能被根管锉预备到，因此需要根管消毒药物冲洗根管来进行化学预备。现有的根管消毒药物包括传统根管消毒药物和新型根管消毒药物。其中，传统消毒药物具有较好的杀菌效果，是目前临床中普遍使用的根管消毒药物，但大多存在一定的局限性。如次氯酸钠具有一定的细胞毒性及神经毒性，且其表面张力限制了其在根管系统狭窄部位特别是牙本质小管的扩散与抗菌效果；氯己定虽然具有良好的生物相容性，但却无法完全破坏生物膜结构，不能去除牙髓组织及菌斑生物膜有机成分。针对E.faecalis及其生物膜的多种生物学特性，光动力学治疗(Photodynamictherapy，PDT)已被应用于临床，但现有光敏剂具有局限性，如常用光敏剂亚甲基蓝(MB)，其水溶性差、药物释放曲线不可控、靶向性差等。，同时，单次PDT只能清除根管内45％的E.faecalis生物膜。
因此，开发一种新型根管冲洗剂，提高RCT成功率具有重要意义。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种新型纳米粒子，以至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
本发明的目的之二在于提供上述新型纳米粒子的制备方法。
本发明的目的之三在于提供上述新型纳米粒子或制备方法的应用。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种新型纳米粒子，包括基底UCNP，连接于基底表面的MB层，以及连接于MB层的QCh层。
进一步地，所述基底UCNP为NaYF4@NaYF4:Yb/Ho/Tm@NaYF4。
进一步地，所述MB层通过二氧化硅包覆的方法连接于基底表面，其中，MB负载于二氧化硅层。
上述新型纳米粒子的制备方法，以UCNP为基底，在基底UCNP表面连接MB，得到表面包覆有MB层的基底UCNP，接着在MB层外修饰QCh，得到所述新型纳米粒子。
进一步地，表面包覆有MB层的基底制备包括以下步骤：利用反向微乳法在基底UCNP表面包覆二氧化硅，在反向微乳法的反应体系中加入MB，使得基底UCNP表面形成二氧化硅的同时MB负载于二氧化硅层中。
进一步地，反向微乳法以TEOS的水解包覆二氧化硅。
进一步地，TEOS与MB的体积质量比为350μl:(3.4-3.8)mg，优选为350μl:3.6mg。
进一步地，修饰QCh的方法包括：在表面包覆有MB层的基底UCNP溶液中加入QCh溶液并超声25-35min，得到所述新型纳米粒子。
进一步地，QCh的制备方法包括：氢氧化钾、氢氧化锂、尿素和壳聚糖溶液经冷冻处理后低温解冻，得到透明溶液后加入CHPTAC溶解，再将pH调至中性，经透析和冻干得到QCh。
进一步地，基底UCNP的制备方法包括：油酸钇、NaF和油酸镧系元素在十八烯和油酸溶剂中反应，再加入油酸钇，反应得到基底UCNP。
上述新型纳米粒子或制备方法在如下任一种的应用：
(a)抗游离E.faecalis或制备抗游离E.faecalis产品；
(b)抗E.faecalis生物膜或制备抗E.faecalis生物膜产品；
(c)制备RCT的根管消毒药物；
(d)制备治疗根尖周炎的药物。
与现有技术相比，本发明的技术效果为：
本发明提供的新型纳米粒子，借助于QCh表面正电荷，使得新型纳米粒子表面电荷为正，更易接触、识别E.faecalis(负电荷)，从而进入细菌内部。经过近红外光照射后，UCNP与MB产生荧光共振能量转移，激活MB产生ROS，进一步达到抗菌作用。双重抗菌作用对粪肠球菌进行杀灭，从而清除根管内粪肠球菌，治疗难治性根尖周炎。该新型纳米粒子在较低浓度(125μg/mL)时即可表现出较好的抗菌效果。
细菌生物膜的通道和孔径尺寸一般在10nm至数微米之间，UCNP在生物膜感染控制中理想直径在100-200nm之间。在此工作中，新型纳米粒子直径小，约108nm。通过采用新型纳米粒子作为一种新型根管冲洗剂，可借助于纳米粒子直径小的优点，使其得以进入深部牙本质小管，且新型纳米粒子本身带有正电荷，可以更好的与深层的粪肠球菌进行识别、接触，同时借助NIR穿透力强的优势，可以在深层牙本质小管中反应产生ROS，可有效提高深层牙本质小管中粪肠球菌的清除效率。尤其是侧枝根管等常规根管器械难以预备的地方，对该部位粪肠球菌及其生物膜进行抗菌作用，清除残留粪肠球菌，降低继发性根管感染的发生，从而降低难治性根尖周炎的发病率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的UCNP@SiO2/MB@QCh制备示意图；
图2A为本发明实施例2提供的不同照射时间后粪肠球菌的活力；
图2B为本发明实施例2提供的UCNP@SiO2/MB@QCh处理，不同照射时间后粪肠球菌的残留CFU计数统计结果图；
图3为本发明实施例2提供的不同浓度UCNP@SiO2/MB和UCNP@SiO2/MB@QCh处理后粪肠球菌存活结果；
图4为本发明实施例2提供的粪肠球菌生物膜对照、UCNP@SiO2/MB@QCh+NIR组和氯己定组的3D-CLSM图像；
图5为本发明实施例2提供的对照组粪肠球菌(A,A′)和经UCNP@SiO2/MB@QCh及NIR照射处理的粪肠球菌(B,B′)的SEM图像。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
本发明提供的新型纳米粒子，包括基底UCNP(上转换纳米颗粒)，连接于基底表面的MB(亚甲蓝)层，以及连接于MB层的QCh(季铵化壳聚糖)层。
UCNP是一种掺杂镧系元素金属材料而制备成的新型荧光纳米材料，可以将低能量近红外光(NIR)转换为高能量可见光或紫外光，可避免可见光或紫外光光穿透力弱的不足，已成功应用于细胞示踪，淋巴成像，血管成像和肿瘤靶向成像等。
在优选的实施方式中，基底UCNP为NaYF4@NaYF4:Yb/Ho/Tm@NaYF4。
在更优选的实施方式中，MB层通过二氧化硅包覆的方法连接于基底表面，其中，MB负载于二氧化硅层。在本发明中，新型纳米粒子可以表示为UCNP@SiO2/MB@QCh。
本发明使用季铵化壳聚糖与上转换纳米材料进行结合，通过季铵化壳聚糖破坏细菌生物膜，上转换纳米材料经NIR照射后，MB产生ROS也可杀灭细菌，双重抗菌作用对粪肠球菌进行杀灭，从而清除根管内粪肠球菌，治疗难治性根尖周炎。
本发明还提供上述新型纳米粒子的制备方法，以UCNP为基底，在基底UCNP表面连接MB，得到表面包覆有MB层的基底UCNP，接着在MB层外修饰QCh，得到所述新型纳米粒子。
在优选的实施方式中，可以参照图1的制备示意图进行制备：利用反向微乳法在基底UCNP表面包覆二氧化硅，在反向微乳法的反应体系中加入MB，使得基底UCNP表面形成二氧化硅的同时MB负载于二氧化硅层中，得到UCNP@SiO2/MB@QCh。
具体地，反向微乳法是以水解TEOS制备二氧化硅粒子，大致流程为TEOS分子从油相渗入胶束的膜层，发生部分水解形成单羟基硅酸酯单体，分配进入水核，进一步发生水解生成多羟基硅酸酯或硅酸分子，缩聚形成晶核，晶核逐渐长大成稳定的二氧化硅粒子。
在优选的实施后方式中，TEOS与MB的体积质量比为350μl:(3.4-3.8)mg，优选为350μl:3.6mg。
在优选的实施方式中，在表面包覆有MB层的基底UCNP溶液中加入QCh溶液并超声25-35min，实现修饰QCh。优选的，超声时间为30min。
在优选的实施方式中，新型纳米粒子从头合成的制备方法如下：
步骤(1)在十八烯和油酸的溶剂中，油酸钇、NaF和油酸镧系元素反应，再加入油酸钇，反应得到基底UCNP。
步骤(2)以TEOS水解对步骤(1)中UCNP进行二氧化硅包覆，反应体系中额外加入MB，得到UCNP@SiO2/MB。
步骤(3)氢氧化钾、氢氧化锂、尿素和壳聚糖溶液经冷冻处理后低温解冻，得到透明溶液后加入CHPTAC溶解，再将pH调至中性，经透析和冻干得到QCh。
步骤(4)将QCh溶液滴加入UCNP@SiO2/MB溶液中，超声得到UCNP@SiO2/MB@QCh。
本发明还提供上述新型纳米粒子及其制备方法在抗游离E.faecalis或制备抗游离E.faecalis产品中的应用。
本发明还提供上述新型纳米粒子及其制备方法在抗E.faecalis生物膜或制备抗E.faecalis生物膜产品中的应用。
本发明还提供上述新型纳米粒子及其制备方法在制备RCT的根管消毒药物或治疗根尖周炎药物中的应用。
下面通过实施例对本发明作进一步说明。如无特别说明，实施例中的材料为根据现有方法制备而得，或直接从市场上购得。
实施例1新型纳米粒子UCNP@SiO2/MB@QCh制备
A.UCNP@SiO2/MB的合成
1)合成UCNP(NaYF4@NaYF4:Yb/Ho/Tm@NaYF4)
1.0mmol油酸钇Y(oleate)3和10mmolNaF加入到装有20mL十八烯、油酸等比例混合溶液的反应瓶中。氮气保护下340℃反应2.5h后在反应液里加入0.4mmol油酸镧系元素Ln(oleate)3和十八烯、油酸等比例混合溶液8mL，反应20min。加入0.6mmol Y(oleate)3、油酸、十八烯等比例溶液8mL。反应20min后，降至室温。
UCNP平移至2个50mL离心管中，加入等量无水乙醇静止30min，5000r/min离心10min，取白色沉淀，加入15mL环己烷超声溶解，2000r/min离心10min取上清液。重复上述步骤3次，取沉淀溶于环己烷。
2)制备UCNP@SiO2/MB纳米材料
利用反向微乳法合成硅层包覆UCNP，并在硅层形成过程中将MB负载于硅层中。具体制备过程如下：将40mL环己烷与2mL聚氧代乙烯(5)壬基苯基醚Igepal CO-520(NP-5)混合并搅拌1h以形成反胶束。然后，加入40mg UCNP，剧烈搅拌3h以促进油酸盐和NP-5之间的配体交换。逐滴加入900μL MB水溶液(4.0mg/mL)和280μL氨水(30％)后搅拌2h。配制350μL原硅酸四乙酯(tetraethoxysilane,TEOS)和3.7mL环己烷的混合溶液，向反应瓶中加入1.0mL混合溶液该后搅拌24h。
加入10mL甲醇搅拌30min后，10000r/min离心30min，取沉淀溶于无水乙醇中，超声溶解，12000r/min离心10min得到固体沉淀，反复2次得到最终产物(UCNP@SiO2/MB)。
B.季铵化壳聚糖(QCh)合成
将氢氧化钾KOH 28g，氢氧化锂LiOH﹒H2O 32g，尿素32g，双蒸水308g在烧杯里充分溶液后加入16.67g壳聚糖继续搅拌均匀。在-20℃冷冻过夜，去冰，低温解冻，搅拌成透明溶液逐滴加入CHPTAC(3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵)384g，继续搅拌两天。
在通风橱中逐滴加盐酸中和至PH＝7，透析、冻干得到最终产物。
C.UCNP@SiO2/MB@QCh的合成
超声作用下，将QCh溶液滴加入UCNP@SiO2/MB溶液中，超声30min。然后，12000r/min离心10min，双蒸水洗涤3次得到最终固体产物。
实施例2UCNP@SiO2/MB@QCh对于E.faecalis的抗菌研究
(一)UCNP@SiO2/MB@QCh对抗游离E.faecalis效果
(1)粪肠球菌置于在脑心浸液培养基(BHI)培养，使其密度达到1×107CFU/mL)。为了探索单纯808nm激光照射是否会产生光热抗菌作用，将实验分为4组：对照组(无NIR)，NIR照射10min组，NIR照射20min组，NIR照射30组min。每孔加入200μL菌液，实验组分别照射10、20、30min。每孔都被照射1分钟，间隔2分钟。然后，从每个孔中取出20μL菌液，PBS稀释，滴在BHI琼脂平板上，在37℃下培养24小时。计算各组的菌落数。如图2A所示，当照射时间为30min时，粪肠球菌的活力显着下降，而在10min和20min时它们的变化可以忽略不计。可以认为NIR照射10min和20min不会对粪肠球菌产生直接抗菌作用。
(2)选择合适的照射时间：2mLUCNP@SiO2/MB@QCh(2mg/mL)和2mL细菌溶液(1×107CFU/mL)混合并在37℃恒温摇床中共培养2h。然后，每孔中加入200μL菌液，分别用808nm激光照射10、20和30min。单纯BHI培养基的细菌悬液作为对照组(不进行光照)。后续实验程序与上述实验相同。图2B证实粪肠球菌经与UCNP@SiO2/MB@QCh处理后，经照射10min时，粪肠球菌活力下降最明显，抗菌效果最强。因此，在下面的实验中选择了10min的照射时间。
(3)将2mL菌液分别添加到2mL不同浓度(25，50，125，250μg/mL)UCNP@SiO2/MB和UCNP@SiO2/MB@QCh中，摇菌后，将混合物在摇动培养箱中37℃培养2小时。然后，吸取200μL置于96孔板中，用808nm NIR照射10分钟。对照组为2mL菌液和2mLBHI培养基的混合溶液。以下步骤与之前相同。最后，粪肠球菌存活率由以下公式计算得出：
相对存活率＝NText/NControl×100％
NText表示实验组的菌落数，NControl表示对照组的菌落数
在NIR处理组及未经NIR处理组中，发现UCNP@SiO2/MB@QCh均比UCNP@SiO2/MB表现出更好的抗菌效果(图3的A和B)。细菌存活率随着UCNP@SiO2/MB@QCh浓度的增加而降低。当浓度达到250μg/mL时，粪肠球菌的存活率在没有NIR照射的情况下降低到0.6％。NIR照射后，它进一步下降到0.2％，表明ROS可以进一步杀死粪肠球菌。也说明UCNP@SiO2/MB@QCh是通过QCh及ROS的双重抗菌作用杀灭粪肠球菌。
图3的A图用不同浓度的UCNP@SiO2/MB和UCNP@SiO2/MB@QCh孵育后，粪肠球菌在琼脂板上的残留菌落照片，然后在有和没有NIR照射(808nm，1.5W/cm2)的情况下进一步处理，其中，a表示不带NIR的UCNP@SiO2/MB，b表示带NIR的UCNP@SiO2/MB，c表示不带NIR的UCNP@SiO2/MB@QCh，d表示带NIR的UCNP@SiO2/MB@QCh。
(二)UCNP@SiO2/MB@QCh对抗E.faecalis生物膜效果
(1)将圆形显微镜盖玻片置于75％酒精中进行超声处理30分钟，然后浸泡8小时进行消毒。干燥表面液体，将盖玻片放入12孔细胞培养板中。向每个孔中加入1mL粪肠球菌悬浮液，充分摇动，并将培养皿置于37℃培养箱中2天。
(2)取出原始培养基，向每个孔中加入1.5mL新鲜BHI培养基。对照组再次加入1.5mL培养基，实验组加入1.5mL UCNP@SiO2/MB@QCh(250μg/mL)，阳性对照组加入1.5mL氯己定(2％)，均共培养2小时。
(3)实验组用808nm近红外照射10分钟。然后，去除每个孔中的混合液,并用细菌活/死染色试剂盒进行避光染色15min。反应结束后吸出染色液体，用PBS洗涤3次后，于倒置荧光显微镜下观察生物膜情况。
(4)在共焦激光扫描显微镜下观察染色细菌的荧光图像(CLSM，Leica TCS SP8，德国)。结果如图4所示，在对照组中检测到均匀的绿色粪肠球菌生物膜，这表明建立了均匀的生物膜模型。实验组经UCNP@SiO2/MB@QCh处理后，绿色荧光区域变小，红色荧光强度更高，范围更广，表明其生物膜结构松散，生物膜厚度减小。重要的是，UCNP@SiO2/MB@QCh的抗生物膜能力与洗必泰相当。
(三)
(1)收集无龋坏的新鲜离体第三磨牙，放入75％酒精中保存。采用高速涡轮钻切取牙本质薄片(5mm×5mm×1mm)，高温高压灭菌后(120℃，30min)，置于4℃冰箱中保存备用。为了验证灭菌效果，随机取3片牙片，置于5mLEP管中，加入2mLBHI培养基培养24h后，涂板，CFU计数。
(2)将牙本质片加入12孔培养皿中，每孔1片，用1.5mL粪肠球菌菌液浸泡。培养持续7天，每2天更换一次新鲜BHI培养基。
(3)取出原培养基后，将1.5mLUCNP@SiO2/MB@QCh(125μg/mL)随机加入到3个孔中作为实验组，而对照组加入1.5mL BHI。将培养板放于37℃，5％CO2培养箱中共培养2小时后，实验组用808nm近红外光照射10分钟。吸出原有液体后，用无菌PBS冲洗掉表面残留液体，2.5％戊二醛固定和酒精梯度稀释。
(4)为了明确粪肠球菌生物膜在抗菌实验前后的形态变化，我们采用了SEM检测(图5)。发现UCNP@SiO2/MB@QCh组的粪肠球菌数量比对照组大大减少，生物膜不完整，细菌稀疏分散。对生物膜的抗菌原因可能是①QCh吸附细菌，破坏其细胞膜，使DNA和RNA从细胞质中流出，从而达到杀灭细菌的效果。②MB经UCNP激活后产生ROS，使线粒体膜电势降低，线粒体膨胀破裂，激活caspase-9，进一步激活caspase-3，最终导致细菌凋亡。实现UCNP@SiO2/MB@QCh的双重抗菌效果。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种新型纳米粒子，其特征在于，包括基底UCNP，连接于基底表面的MB层，以及连接于MB层的QCh层。
2.根据权利要求1所述的新型纳米粒子，其特征在于，所述基底UCNP为NaYF4@NaYF4:Yb/Ho/Tm@NaYF4。
3.根据权利要求1所述的新型纳米粒子，其特征在于，所述MB层通过二氧化硅包覆的方法连接于基底表面，其中，MB负载于二氧化硅层。
4.权利要求1-3任一项所述的新型纳米粒子的制备方法，其特征在于，以UCNP为基底，在基底UCNP表面连接MB，得到表面包覆有MB层的基底UCNP，接着在MB层外修饰QCh，得到所述新型纳米粒子。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，表面包覆有MB层的基底制备包括以下步骤：利用反向微乳法在基底UCNP表面包覆二氧化硅，在反向微乳法的反应体系中加入MB，使得基底UCNP表面形成二氧化硅的同时MB负载于二氧化硅层中。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，反向微乳法以TEOS的水解包覆二氧化硅；优选地，TEOS与MB的体积质量比为350μl:(3.4-3.8)mg，优选为350μl:3.6mg。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，修饰QCh的方法包括：在表面包覆有MB层的基底UCNP溶液中加入QCh溶液并超声25-35min，得到所述新型纳米粒子。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，QCh的制备方法包括：氢氧化钾、氢氧化锂、尿素和壳聚糖溶液经冷冻处理后低温解冻，得到透明溶液后加入CHPTAC溶解，再将pH调至中性，经透析和冻干得到QCh。
9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，基底UCNP的制备方法包括：油酸钇、NaF和油酸镧系元素在十八烯和油酸溶剂中反应，再加入油酸钇，反应得到基底UCNP。
10.权利要求1-3任一项所述的新型纳米粒子或权利要求4-9任一项所述的制备方法在如下任一种的应用：
(a)抗游离E.faecalis或制备抗游离E.faecalis产品；
(b)抗E.faecalis生物膜或制备抗E.faecalis生物膜产品；
(c)制备RCT的根管消毒药物；
(d)制备治疗根尖周炎的药物。
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Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KAMLA PATHAK等: "Biomedical Applications of Quaternized Chitosan" *
孙静: "光动力增强型纳米复合膜的制备及抗菌性能研究" *
岳姿宏: "多功能上转换纳米探针用于肿瘤标志物的荧光成像及诊疗一体化研究" *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115350116A (zh) * 2022-09-20 2022-11-18 武汉高登齿科材料有限公司 一种口腔抑菌膏及制备方法和应用

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