CN116726229B - 一种纳米纤维创面修复材料及其制备方法和应用 - Google Patents
一种纳米纤维创面修复材料及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116726229B CN116726229B CN202310749974.9A CN202310749974A CN116726229B CN 116726229 B CN116726229 B CN 116726229B CN 202310749974 A CN202310749974 A CN 202310749974A CN 116726229 B CN116726229 B CN 116726229B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mxene
- spinning
- heterojunction
- biological
- wound repair
- 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.)
- Active
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 115
- 230000037314 wound repair Effects 0.000 title claims abstract description 37
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 title claims abstract description 34
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 22
- 238000009987 spinning Methods 0.000 claims abstract description 75
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims abstract description 59
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 claims abstract description 21
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 claims abstract description 18
- 229940079593 drug Drugs 0.000 claims abstract description 18
- 239000003814 drug Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000010041 electrostatic spinning Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000013329 compounding Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 229920001606 poly(lactic acid-co-glycolic acid) Polymers 0.000 claims abstract 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 46
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 38
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- BYEAHWXPCBROCE-UHFFFAOYSA-N 1,1,1,3,3,3-hexafluoropropan-2-ol Chemical compound FC(F)(F)C(O)C(F)(F)F BYEAHWXPCBROCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 claims description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims description 11
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 11
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 claims description 10
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 10
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 10
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 10
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 10
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 8
- PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M lithium fluoride Chemical compound [Li+].[F-] PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 6
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 5
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 5
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 claims description 5
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 5
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 5
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 5
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 5
- 206010052428 Wound Diseases 0.000 abstract description 38
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 abstract description 38
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 abstract description 19
- 230000002458 infectious effect Effects 0.000 abstract description 16
- 206010061218 Inflammation Diseases 0.000 abstract description 8
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 abstract description 8
- 229940088710 antibiotic agent Drugs 0.000 abstract description 8
- 230000004054 inflammatory process Effects 0.000 abstract description 8
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 abstract description 4
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000003013 cytotoxicity Effects 0.000 abstract description 3
- 231100000135 cytotoxicity Toxicity 0.000 abstract description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 abstract description 2
- 230000001684 chronic effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 23
- 239000003642 reactive oxygen metabolite Substances 0.000 description 17
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 13
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 13
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 11
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 9
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 9
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 6
- 230000037396 body weight Effects 0.000 description 6
- 238000010166 immunofluorescence Methods 0.000 description 6
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 6
- 108010073929 Vascular Endothelial Growth Factor A Proteins 0.000 description 5
- 102000005789 Vascular Endothelial Growth Factors Human genes 0.000 description 5
- 239000002135 nanosheet Substances 0.000 description 5
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 5
- 238000004435 EPR spectroscopy Methods 0.000 description 4
- 241000699670 Mus sp. Species 0.000 description 4
- 206010072170 Skin wound Diseases 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 230000003110 anti-inflammatory effect Effects 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 206010059866 Drug resistance Diseases 0.000 description 3
- 241000699666 Mus <mouse, genus> Species 0.000 description 3
- 241000191967 Staphylococcus aureus Species 0.000 description 3
- 108010019530 Vascular Endothelial Growth Factors Proteins 0.000 description 3
- 229960003022 amoxicillin Drugs 0.000 description 3
- LSQZJLSUYDQPKJ-NJBDSQKTSA-N amoxicillin Chemical compound C1([C@@H](N)C(=O)N[C@H]2[C@H]3SC([C@@H](N3C2=O)C(O)=O)(C)C)=CC=C(O)C=C1 LSQZJLSUYDQPKJ-NJBDSQKTSA-N 0.000 description 3
- 244000052616 bacterial pathogen Species 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 3
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 3
- 230000002757 inflammatory effect Effects 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- LSQZJLSUYDQPKJ-UHFFFAOYSA-N p-Hydroxyampicillin Natural products O=C1N2C(C(O)=O)C(C)(C)SC2C1NC(=O)C(N)C1=CC=C(O)C=C1 LSQZJLSUYDQPKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 3
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 3
- MZOFCQQQCNRIBI-VMXHOPILSA-N (3s)-4-[[(2s)-1-[[(2s)-1-[[(1s)-1-carboxy-2-hydroxyethyl]amino]-4-methyl-1-oxopentan-2-yl]amino]-5-(diaminomethylideneamino)-1-oxopentan-2-yl]amino]-3-[[2-[[(2s)-2,6-diaminohexanoyl]amino]acetyl]amino]-4-oxobutanoic acid Chemical compound OC[C@@H](C(O)=O)NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@H](CCCN=C(N)N)NC(=O)[C@H](CC(O)=O)NC(=O)CNC(=O)[C@@H](N)CCCCN MZOFCQQQCNRIBI-VMXHOPILSA-N 0.000 description 2
- ZKSVYBRJSMBDMV-UHFFFAOYSA-N 1,3-diphenyl-2-benzofuran Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=C2C=CC=CC2=C(C=2C=CC=CC=2)O1 ZKSVYBRJSMBDMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GOZMBJCYMQQACI-UHFFFAOYSA-N 6,7-dimethyl-3-[[methyl-[2-[methyl-[[1-[3-(trifluoromethyl)phenyl]indol-3-yl]methyl]amino]ethyl]amino]methyl]chromen-4-one;dihydrochloride Chemical compound Cl.Cl.C=1OC2=CC(C)=C(C)C=C2C(=O)C=1CN(C)CCN(C)CC(C1=CC=CC=C11)=CN1C1=CC=CC(C(F)(F)F)=C1 GOZMBJCYMQQACI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108060008682 Tumor Necrosis Factor Proteins 0.000 description 2
- 102000000852 Tumor Necrosis Factor-alpha Human genes 0.000 description 2
- 206010048038 Wound infection Diseases 0.000 description 2
- 230000000845 anti-microbial effect Effects 0.000 description 2
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- 230000002055 immunohistochemical effect Effects 0.000 description 2
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 2
- 108091006086 inhibitor proteins Proteins 0.000 description 2
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 2
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- RKMGAJGJIURJSJ-UHFFFAOYSA-N 2,2,6,6-Tetramethylpiperidine Substances CC1(C)CCCC(C)(C)N1 RKMGAJGJIURJSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VCUVETGKTILCLC-UHFFFAOYSA-N 5,5-dimethyl-1-pyrroline N-oxide Chemical compound CC1(C)CCC=[N+]1[O-] VCUVETGKTILCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010002091 Anaesthesia Diseases 0.000 description 1
- 208000035143 Bacterial infection Diseases 0.000 description 1
- 108091003079 Bovine Serum Albumin Proteins 0.000 description 1
- 241000579120 Coliiformes Species 0.000 description 1
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006144 Dulbecco’s modified Eagle's medium Substances 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 108010057466 NF-kappa B Proteins 0.000 description 1
- 102000003945 NF-kappa B Human genes 0.000 description 1
- 229930040373 Paraformaldehyde Natural products 0.000 description 1
- 206010034133 Pathogen resistance Diseases 0.000 description 1
- 108010087230 Sincalide Proteins 0.000 description 1
- 241000191940 Staphylococcus Species 0.000 description 1
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000037005 anaesthesia Effects 0.000 description 1
- 229940124350 antibacterial drug Drugs 0.000 description 1
- 208000022362 bacterial infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 1
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 1
- 238000010609 cell counting kit-8 assay Methods 0.000 description 1
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 1
- 230000003833 cell viability Effects 0.000 description 1
- RNFNDJAIBTYOQL-UHFFFAOYSA-N chloral hydrate Chemical compound OC(O)C(Cl)(Cl)Cl RNFNDJAIBTYOQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960002327 chloral hydrate Drugs 0.000 description 1
- 238000003501 co-culture Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- 230000008260 defense mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 238000001523 electrospinning Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000012091 fetal bovine serum Substances 0.000 description 1
- 210000002950 fibroblast Anatomy 0.000 description 1
- 239000012737 fresh medium Substances 0.000 description 1
- 238000003125 immunofluorescent labeling Methods 0.000 description 1
- 238000011532 immunohistochemical staining Methods 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 239000007928 intraperitoneal injection Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910052752 metalloid Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002738 metalloids Chemical class 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 description 1
- 229920002866 paraformaldehyde Polymers 0.000 description 1
- 244000052769 pathogen Species 0.000 description 1
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 1
- 230000004963 pathophysiological condition Effects 0.000 description 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 1
- 238000002428 photodynamic therapy Methods 0.000 description 1
- 230000034190 positive regulation of NF-kappaB transcription factor activity Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000002516 radical scavenger Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000006748 scratching Methods 0.000 description 1
- 230000002393 scratching effect Effects 0.000 description 1
- IZTQOLKUZKXIRV-YRVFCXMDSA-N sincalide Chemical compound C([C@@H](C(=O)N[C@@H](CCSC)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CC=1C2=CC=CC=C2NC=1)C(=O)N[C@@H](CCSC)C(=O)N[C@@H](CC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CC=1C=CC=CC=1)C(N)=O)NC(=O)[C@@H](N)CC(O)=O)C1=CC=C(OS(O)(=O)=O)C=C1 IZTQOLKUZKXIRV-YRVFCXMDSA-N 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000000527 sonication Methods 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 210000004304 subcutaneous tissue Anatomy 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS 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
- A61L15/00—Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
- A61L15/16—Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
- A61L15/22—Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons containing macromolecular materials
- A61L15/26—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Derivatives thereof
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS 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
- A61L15/00—Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
- A61L15/16—Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
- A61L15/18—Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons containing inorganic materials
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS 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
- A61L15/00—Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
- A61L15/16—Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
- A61L15/42—Use of materials characterised by their function or physical properties
- A61L15/46—Deodorants or malodour counteractants, e.g. to inhibit the formation of ammonia or bacteria
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS 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
- A61L15/00—Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
- A61L15/16—Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
- A61L15/42—Use of materials characterised by their function or physical properties
- A61L15/62—Compostable, hydrosoluble or hydrodegradable materials
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS 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
- A61L2300/00—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
- A61L2300/10—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices containing or releasing inorganic materials
- A61L2300/102—Metals or metal compounds, e.g. salts such as bicarbonates, carbonates, oxides, zeolites, silicates
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS 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
- A61L2300/00—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
- A61L2300/10—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices containing or releasing inorganic materials
- A61L2300/112—Phosphorus-containing compounds, e.g. phosphates, phosphonates
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS 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
- A61L2300/00—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
- A61L2300/40—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices characterised by a specific therapeutic activity or mode of action
- A61L2300/404—Biocides, antimicrobial agents, antiseptic agents
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/30—Against vector-borne diseases, e.g. mosquito-borne, fly-borne, tick-borne or waterborne diseases whose impact is exacerbated by climate change
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Hematology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
Abstract
本发明公开了一种纳米纤维创面修复材料，由PLGA纳米纺丝膜支架负载2D‑2D BP@MXene生物异质结形成纳米催化膜，用于耐药菌感染性创口再生。该材料的制备方法为：先分别制备单层V2C Mxene材料和单层BP材料，再通过水热法将二者复合形成2D‑2D BP@MXene生物异质结，再通过静电纺丝技术将该生物异质结负载在PLGA中。在超声作用下该纳米纤维创面修复材料可产生足量的ROS以替代抗生素抗菌，同时在创面修复阶段可吸收残余的ROS来调控NF‑κB通路以抑制炎症反应促进感染性创面修复。本发明材料具有优良的生物相容性、较低的细胞毒性和持久的抗菌性能，能将耐药菌感染的慢性伤口重塑为再生伤口。
Description
技术领域
本发明涉及生物材料技术领域，具体地讲，是涉及一种柔性可生物降解的纳米纤维创面修复材料及其制备方法和应用。
背景技术
皮肤作为人体的第一道保护屏障，是覆盖最广的组织器官并且属于防御机制中的第一道防线，其完整性很容易被破坏易被致病菌侵入并形成感染性创口。目前，在治疗感染性皮肤创面时，抗生素仍是医院和社区抗菌药物的主要选择，但是长期滥用抗生素将使许多致病菌容易对各种抗生素产生耐药性，轻则导致病原体感染疾病久治不愈，降低治疗效果，重则导致患者病情的恶化甚至死亡。
声动力治疗由于其快速高效的抗菌效果同时不会引起细菌耐药而受到广泛关注，其可能成为治疗微生物相关感染的替代方法之一。其机理可归结于在超声的刺激下声响应材料产生电子-空穴对，其中逃逸的部分电子或空穴可被周围的氧（O2）或H2O捕获产生活性氧（ROS），从而通过破坏细胞膜、DNA和蛋白质杀死细菌。近年来，材料技术发展迅速，声响应材料由于其可以协同声动力疗法和化动力疗法在生物医学领域得到了广泛的应用。特别是二维（2D）结构的压电材料黑磷纳米片（BP）经超声刺激所产生的活性氧可使细菌破裂而死，在细菌感染治疗中有着巨大的潜力，可替代抗生素治疗，以此解决致病菌耐药性问题。
虽然在超声刺激下BP会产生活性氧，但是由于电子-空穴的快速复合导致总的声催化产ROS收率很低，致使抗菌效果受限。因此需要对BP进行特异性改性以抑制其电子-空穴的快速复合，提高其ROS收率以抑制耐药菌产生，重塑耐药菌感染性创面。但是，对于感染性创口修复材料仅具有强力的抗菌能力是不够的，对于抗菌后的伤口恢复过程更应该被重视。在对耐药菌感染性创面进行超声抗菌治疗后，其表面残留的ROS会激活NF-κB通路引发炎症，因此在设计感染性皮肤创面修复材料的时候需要考虑其后续的ROS吸收能力。
在以前的研究中，2D V2C MXene已被报道用于在病理生理条件下消除ROS。研究表明，2D V2C MXene可有效催化O2-•转化为H2O2和O2，将H2O2分解为O2和H2O并去除•OH，并抑制ROS的升高。但目前还未有在感染性伤口的声动力治疗方面应用2D V2C MXene消除ROS以抑制炎症反应并促进伤口修复的研究。因此，本发明在现有研究的材料基础上进一步研究并提出该用于耐药菌感染性创口再生的柔性可生物降解的含2D-2DBP@MX异质结构的纳米纤维创面修复材料，以实现程序性高效抗菌，后长效抗炎的目的。
发明内容
针对现有技术中耐药菌感染性皮肤创口无法使用抗生素的情况，本发明提供一种柔性可生物降解的纳米纤维创面修复材料，通过MXene和BP复合形成异质结结构并负载在聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)纳米纺丝膜中，用于修复耐药菌感染创口。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种纳米纤维创面修复材料，由PLGA纳米纺丝膜支架负载2D-2D BP@MXene生物异质结形成纳米催化膜，用于修复耐药菌感染创口，其中2D-2D BP@MXene生物异质结由单层黑磷BP材料和单层V2C MXene材料复合形成。
具体地，所述2D-2D BP@MXene生物异质结和PLGA纳米纺丝膜支架的质量比为1：20。
具体地，所述2D-2D BP@MXene生物异质结中单层黑磷BP材料和单层V2C MXene材料的质量比为95：(5-10)。
进一步地，本发明还提供了上述纳米纤维创面修复材料的制备方法，包括以下步骤：
S10、分别制备单层黑磷BP材料和单层V2C MXene材料；
S20、制备生物异质结：按质量比为95：(5-10)取已制备的单层黑磷BP材料和单层V2C MXene材料，溶于100 mL去离子水中并超声搅拌30 min，然后将溶液转移至聚四氟乙烯内胆并在120 -180℃下水热反应处理6 h，取出后冻干即得2D-2D BP@MXene生物异质结；
S30、制备P-BP@MXene纤维：取1 g PLGA纳米颗粒与50 mg 2D-2D BP@MXene生物异质结溶于10 mL六氟异丙醇溶剂，并超声搅拌12h获得纺丝液，再将5 mL纺丝液加入纺丝注射器中进行静电纺丝，纺完后自然晾干获得该纳米纤维创面修复材料。
具体地，所述步骤S10中制备单层黑磷BP材料的过程为：将30 mg的BP晶体在氮气气氛下分散到100 mL水中，超声悬浮12h，然后将稳定的悬浮液在3000 rpm转速下离心3min取上清液，冻干即得单层黑磷BP材料。
具体地，所述步骤S10中制备单层V2C MXene材料的过程为：将1 g 氟化锂粉末加入到20 mL的9M浓度的盐酸溶液中搅拌半小时得到混合溶液，然后将1 g V2AlC粉末缓慢加入到该混合溶液中持续搅拌24小时，反应温度保持在45℃；所得溶液在3500rpm转速下反复离心洗涤直至上清液的pH处于6-7之间，然后将溶液通过超声水浴处理1小时，再在8000rpm转速下离心取上清液，冻干即得单层V2C MXene材料。
具体地，所述步骤S30中进行静电纺丝的过程采用24G针头，速率为1mL/h，电压为15kV。
更进一步地，本发明还提供了上述纳米纤维创面修复材料的应用，将上述纳米纤维创面修复材料应用于声动力疗法中对耐药细菌感染性创面进行修复，杀菌消炎，将耐药细菌感染的慢性伤口重塑为再生伤口。
具体地，在超声作用下，该纳米纤维创面修复材料中2D BP价带和导带发生偏移，其氧化还原能力增强，同时激发带负电的电子和带正电的空穴分离，同时电子快速转移到MXene部分并被周围的O2或H2O捕获产生大量ROS以达到快速杀菌的目的。在超声结束后，由于MXene本身的类催化活性，可降解创口表面残留的ROS，抑制NF-κB细胞通路的激活以达到抗炎的目的。实现程序性高效抗菌，后长效抗炎的目的。
从原理过程上讲，所述单层V2C MXene的表面带有羟基、氧，能够和单层黑磷BP进行化学结合，二者通过水热法复合形成生物异质结，具有类金属性质的V2C MXene可以快速转移由于超声刺激下BP能带中产生的电子，抑制BP中电子和空穴的结合，提高ROS的收率，增强材料的抗菌性能；同时在抗菌后可降解创口表面残留的ROS以达到抗炎的目的。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明克服了现有生物纺丝膜对感染性创面修复材料无抗菌性且依赖于抗生素抑菌易产生耐药菌的缺陷，通过水热法成功制备了2D-2D BP@MXene生物异质结，并通过静电纺丝技术制备了柔性可生物降解的含BP@MXene生物异质结的PLGA纳米纤维构成纳米催化膜，可用于耐药细菌感染性创面。BP@MXene异质结抑制了光生电子-空穴对的复合，促进了电荷转移。BP@MXene异质结的加入改善了PLGA的疏水性，并通过声动力效果产生ROS有效杀灭细菌。同时在超声治疗后BP@MXene可有效吸收ROS抑制NF-κB细胞通路以缓解感染性创口处的炎症反应。此外，PLGA-BP@MX纳米纤维具有良好的生物相容性。因此，PLGA-BP@MX纤维在感染性伤口创面修复中具有很大的潜力。
附图说明
图1为本发明-实施例1制备的各材料的SEM图，其中A部分分别为单层BP材料、单层V2C MXene材料、2D-2D BP@MXene生物异质结的SEM图，B部分分别为经静电纺丝后的P-BP纤维、P-MXene纤维、本发明P-BP@MXene纤维的SEM图。
图2为本发明-实施例1制备的三种纺丝膜与PLGA纺丝膜对比的声动力性质图，其中图2A为四种纺丝膜的类过氧化物酶样活性，图2B为四种纺丝膜在扫描波长从 300 nm 到500 nm下DPBF消耗的吸收光谱，图2C为超声刺激下采用电子自旋共振仪器探测不同时间P-BP@MXene产生·OH的产生量，图2D为超声刺激下采用电子自旋共振仪器探测不同时间P-BP@MXene产生1O2的产生量。
图3为本发明-实施例1制备的三种纺丝膜和PLGA纺丝膜对比的与L929细胞共培养后细胞活性情况。
图4为本发明-实施例1制备的三种纺丝膜和PLGA纺丝膜对比的抑菌实验的抑菌效果照片，其中A部分为大肠杆菌E.coli抑菌效果图，B部分为金黄色葡萄球菌S.aureus抑菌效果图，C部分为耐药性大肠杆菌EIEC抑菌效果图，S(+)表示1.5 W/cm2超声处理，S(-)表示不做超声处理。
图5为本发明-实施例1制备的P-BP@MXene与PLGA和阿莫西林对比的体内实验效果，其中A部分为经不同方式处理后小鼠在不同时间的伤口照片，B部分为不同组别代表性免疫组化TNF-α炎症因子图像，C部分为不同组别代表性免疫荧光Ikb抑制蛋白对比图像，D部分为不同组别代表性免疫荧光p65蛋白对比图像，E部分为不同组别代表性免疫荧光血管内皮生长因子VEGF对比图像，PLGA-和P-BP@MXene-表示不做超声处理，PLGA+和P-BP@MXene+表示1.5 W/cm2超声处理。
以上各图中符合与材料的对应关系为：MXnen—单层V2C MXene，BP—单层黑磷，BP@MXene—BP与MXene结合形成的生物异质结，PLGA—将电纺聚乳酸-羟基乙酸经纺丝形成的支架，P-BP、P-MXene和P-BP@MXene分别为对应负载材料与PLGA共同静电纺丝后形成的纳米纺丝膜。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
实施例1
（1）单层V2C MXene材料的制备：将1 g 氟化锂（LiF）粉末加入到20 mL的9M浓度的盐酸溶液中搅拌半小时得到混合溶液，然后将1 g V2AlC粉末缓慢加入到该混合溶液中持续搅拌24小时，反应温度保持在45℃；所得溶液在3500rpm转速下反复离心洗涤直至上清液的pH≈7，然后将溶液通过超声水浴处理1小时，再在8000rpm转速下离心取上清液，冻干即得单层V2C MXene材料。
（2）单层黑磷BP材料的制备：采用液相剥离法制备BP纳米片，将30 mg的BP晶体在氮气气氛下分散到100 mL水中，超声悬浮12h，然后将稳定的悬浮液在3000 rpm转速下离心3 min取上清液，冻干即得单层黑磷BP材料，即BP纳米片。
（3）生物异质结的制备：按质量比为95：5取已制备的单层黑磷BP材料和单层V2CMXene材料，溶于100 mL去离子水中并超声搅拌30 min，然后将溶液转移至聚四氟乙烯内胆并在120℃下水热反应处理6 h，取出后冻干即得2D-2D BP@MXene生物异质结。
（4）P-BP@MXene纤维的制备：取1 g PLGA纳米颗粒与50 mg 2D-2D BP@MXene生物异质结溶于10 mL六氟异丙醇（HFIP）溶剂，并超声搅拌12h获得纺丝液，再将5 mL纺丝液加入纺丝注射器中进行静电纺丝，纺完后自然晾干获得该纳米纤维创面修复材料。其中纺丝采用24G针头，速率为1mL/h，电压为15kV。
该纳米纤维创面修复材料由PLGA纳米纺丝膜支架负载2D-2D BP@MXene生物异质结形成纳米催化膜，其中2D-2D BP@MXene生物异质结由单层黑磷BP材料和单层V2C MXene材料复合形成。
本实施例同时还制备了对比试验的材料：P-BP纤维和P-MXene纤维。
（5）P-BP纤维的制备：取1 g PLGA纳米颗粒与50 mg 上述步骤（2）制得的单层黑磷BP材料溶于10 mL六氟异丙醇（HFIP）溶剂，并超声搅拌12h获得纺丝液，再将5 mL纺丝液加入纺丝注射器中进行静电纺丝，纺完后自然晾干获得该纳米纤维创面修复材料。其中纺丝采用24G针头，速率为1mL/h，电压为15kV。
（6）P-MXene纤维的制备：取1 g PLGA纳米颗粒与50 mg 上述步骤（1）制得的单层V2C MXene材料溶于10 mL六氟异丙醇（HFIP）溶剂，并超声搅拌12h获得纺丝液，再将5 mL纺丝液加入纺丝注射器中进行静电纺丝，纺完后自然晾干获得该纳米纤维创面修复材料。其中纺丝采用24G针头，速率为1mL/h，电压为15kV。
本实施例制备的各种材料的SEM图如图1所示，其中A部分分别为单层BP材料、单层V2C MXene材料、2D-2D BP@MXene生物异质结的SEM图，B部分分别为经静电纺丝后的P-BP纤维、P-MXene纤维、本发明P-BP@MXene纤维的SEM图。
实施例2
（1）单层V2C MXene材料的制备：将1 g 氟化锂（LiF）粉末加入到20 mL的9M浓度的盐酸溶液中搅拌半小时得到混合溶液，然后将1 g V2AlC粉末缓慢加入到该混合溶液中持续搅拌24小时，反应温度保持在45℃；所得溶液在3500rpm转速下反复离心洗涤直至上清液的pH≈6，然后将溶液通过超声水浴处理1小时，再在8000rpm转速下离心取上清液，冻干即得单层V2C MXene材料。
（2）单层黑磷BP材料的制备：采用液相剥离法制备BP纳米片，将30 mg的BP晶体在氮气气氛下分散到100 mL水中，超声悬浮12h，然后将稳定的悬浮液在3000 rpm转速下离心3 min取上清液，冻干即得单层黑磷BP材料。
（3）生物异质结的制备：按质量比为95：7.5取已制备的单层黑磷BP材料和单层V2CMXene材料，溶于100 mL去离子水中并超声搅拌30 min，然后将溶液转移至聚四氟乙烯内胆并在160℃下水热反应处理6 h，取出后冻干即得2D-2D BP@MXene生物异质结。
（4）P-BP@MXene纤维的制备：取1 g PLGA纳米颗粒与50 mg 2D-2D BP@MXene生物异质结溶于10 mL六氟异丙醇（HFIP）溶剂，并超声搅拌12h获得纺丝液，再将5 mL纺丝液加入纺丝注射器中进行静电纺丝，纺完后自然晾干获得该纳米纤维创面修复材料。其中纺丝采用24G针头，速率为1mL/h，电压为15kV。
（5）P-BP纤维的制备：取1 g PLGA纳米颗粒与50 mg 上述步骤（2）制得的单层黑磷BP材料溶于10 mL六氟异丙醇（HFIP）溶剂，并超声搅拌12h获得纺丝液，再将5 mL纺丝液加入纺丝注射器中进行静电纺丝，纺完后自然晾干获得该纳米纤维创面修复材料。其中纺丝采用24G针头，速率为1mL/h，电压为15kV。
（6）P-MXene纤维的制备：取1 g PLGA纳米颗粒与50 mg 上述步骤（1）制得的单层V2C MXene材料溶于10 mL六氟异丙醇（HFIP）溶剂，并超声搅拌12h获得纺丝液，再将5 mL纺丝液加入纺丝注射器中进行静电纺丝，纺完后自然晾干获得该纳米纤维创面修复材料。其中纺丝采用24G针头，速率为1mL/h，电压为15kV。
实施例3
（1）单层V2C MXene材料的制备：将1 g 氟化锂（LiF）粉末加入到20 mL的9M浓度的盐酸溶液中搅拌半小时得到混合溶液，然后将1 g V2AlC粉末缓慢加入到该混合溶液中持续搅拌24小时，反应温度保持在45℃；所得溶液在3500rpm转速下反复离心洗涤直至上清液的pH≈7，然后将溶液通过超声水浴处理1小时，再在8000rpm转速下离心取上清液，冻干即得单层V2C MXene材料。
（2）单层黑磷BP材料的制备：采用液相剥离法制备BP纳米片，将30 mg的BP晶体在氮气气氛下分散到100 mL水中，超声悬浮12h，然后将稳定的悬浮液在3000 rpm转速下离心3 min取上清液，冻干即得单层黑磷BP材料。
（3）生物异质结的制备：按质量比为95：10取已制备的单层黑磷BP材料和单层V2CMXene材料，溶于100 mL去离子水中并超声搅拌30 min，然后将溶液转移至聚四氟乙烯内胆并在180℃下水热反应处理6 h，取出后冻干即得2D-2D BP@MXene生物异质结。
（4）P-BP@MXene纤维的制备：取1 g PLGA纳米颗粒与50 mg 2D-2D BP@MXene生物异质结溶于10 mL六氟异丙醇（HFIP）溶剂，并超声搅拌12h获得纺丝液，再将5 mL纺丝液加入纺丝注射器中进行静电纺丝，纺完后自然晾干获得该纳米纤维创面修复材料。其中纺丝采用24G针头，速率为1mL/h，电压为15kV。
（5）P-BP纤维的制备：取1 g PLGA纳米颗粒与50 mg 上述步骤（2）制得的单层黑磷BP材料溶于10 mL六氟异丙醇（HFIP）溶剂，并超声搅拌12h获得纺丝液，再将5 mL纺丝液加入纺丝注射器中进行静电纺丝，纺完后自然晾干获得该纳米纤维创面修复材料。其中纺丝采用24G针头，速率为1mL/h，电压为15kV。
（6）P-MXene纤维的制备：取1 g PLGA纳米颗粒与50 mg 上述步骤（1）制得的单层V2C MXene材料溶于10 mL六氟异丙醇（HFIP）溶剂，并超声搅拌12h获得纺丝液，再将5 mL纺丝液加入纺丝注射器中进行静电纺丝，纺完后自然晾干获得该纳米纤维创面修复材料。其中纺丝采用24G针头，速率为1mL/h，电压为15kV。
以下以实施例1获得的各材料分别进行活性氧释放实验、抑菌实验、生物安全性（细胞毒性）评价实验、体内实验分析验证本发明的纳米纤维创面修复材料的效果。
1.活性氧释放实验
实验1-1：剪裁实施例1中制备的三种纺丝膜（P-BP纤维，P-MXene纤维和P-BP@MXene纤维），大小为1 cm×1 cm放置于48孔孔板，以PLGA作为对照组，取TMB溶液(200µL, 2mM)与H2O2（50µL, 3 mM）和醋酸缓冲液（500 µL）混合，用紫外-可见吸光度法测定溶液的吸光度值，其测试结果见图2A，横坐标为波长Wavelength(nm)，纵坐标为吸光度值Absorbance(a.u.)。
实验1-2：剪裁实施例1中制备的三种纺丝膜（P-BP纤维，P-MXene纤维和P-BP@MXene纤维），大小为1 cm×1 cm放置于48孔孔板，以PLGA作为对照组，取1.5 mL 50 μg/mL1,3-二苯基异并呋喃（DPBF）作为活性氧（1O2）的标记物，将各组置于超声刺激（1.5 W/cm2）10分钟，用紫外-可见吸光度法测定溶液的吸光度值，其测试结果见图2B，横坐标为波长Wavelength(nm)，纵坐标为吸光度值Absorbance(a.u.)。
实验1-3：剪裁实施例1中制备的三种纺丝膜（P-BP纤维，P-MXene纤维和P-BP@MXene纤维），大小为1 cm×1 cm放置于48孔孔板中，以PLGA作为对照组，用5,5-二甲基-1-吡咯啉-N-氧化物（DMPO）为活性氧羟基自由基（·OH）的捕获剂，将各组置于超声刺激（1.5W/cm2）10分钟，每隔5分钟使用电子自旋共振仪器记录活性氧的产生，结果见图2C，横坐标为磁场Magnetic Filed(mT)，纵坐标为强度值Intensity (a.u.)。
实验1-4：剪裁实施例1中制备的三种纺丝膜（P-BP纤维，P-MXene纤维和P-BP@MXene纤维），大小为1 cm×1 cm放置于48孔孔板中，以PLGA作为对照组，用4-氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶（TEMP）为活性氧单线态氧（1O2）的捕获剂，将各组置于超声刺激（1.5 W/cm2）10分钟，每隔5分钟使用电子自旋共振仪器记录活性氧的产生，结果见图2D，横坐标为磁场Magnetic Filed(mT)，纵坐标为强度值Intensity (a.u.)。
实验结果：从图2可知，相比于PLGA、P-BP和P-MXene，本发明的P-BP@MXene在超声激发条件下更有利于活性氧的产生，以便达到更好的抑菌效果。采用实施例2和实施例3制备的材料实验亦可达到上述相同的结果。
2. 抑菌实验
实验2-1：剪裁实施例1中制备的三种纺丝膜（P-BP纤维，P-MXene纤维和P-BP@MXene纤维），大小为1 cm×1 cm放置于48孔孔板，以PLGA作为对照组，向每个样品孔中加入100 μL液体培养基和100 μL106CFU/mL金黄色葡萄球菌，设立3组平行实验组。将各组放在超声刺激（1.5 W/cm2）下和黑暗条件下培养15分钟后，取菌液均匀地涂覆到固体培养基上，在37 ℃下培养24小时后，观察各种材料杀菌效果，实验结果见图4中A部分。
实验2-2：将金黄色葡萄球替换为大肠杆菌，按照上述实验2-1相同方法，得到各材料对大肠杆菌的抑菌效果，见图4中B部分。
实验2-3：将金黄色葡萄球替换为耐药性大肠杆菌，按照上述实验2-1相同方法，得到各材料对大肠杆菌的抑菌效果，见图4中C部分。
实验结果：从图4可知，P-BP@MXene在超声激发条件下能有效产生活性氧抑制细菌的生长，而P-BP和P-MXene对细菌的生长抑制作用有限，且PLGA无抑菌效果。因此本发明的P-BP@MXene在超声激发条件下具有良好的抑菌效果。采用实施例2和实施例3制备的材料实验亦可达到上述相同的结果。
3. 生物安全性（细胞毒性）评价实验
用含10%胎牛血清培养液的DMEM培养L929小鼠成纤维细胞。细胞贴壁生长后，更换新鲜的培养基，当细胞达到80%的聚集程度时，将细胞以104/孔的密度接种在48孔板上并培养24 h。然后将细胞接种到48孔孔板中含有实施例1制备的三种纺丝膜（P-BP纤维，P-MXene纤维和P-BP@MXene纤维），大小为1 cm×1 cm），以PLGA作为对照组，各组均设立三个平行组，再次培养24 h。使用CCK-8试剂盒来检测材料生物相容性，并在450nm波长下通过酶标仪测出各组吸光度，其中吸光度表征细胞活性，如图3所示，纵坐标为细胞活性CellViability。
实验结果： P-BP@MXene相比于其他组对应的细胞活性相差不大，证明其优异的生物相容性。采用实施例2和实施例3制备的材料实验亦可达到上述相同的结果。
4. 体内实验分析
实验4-1：伤口感染模型的建立：
将小鼠分组编号，并且记录体重（每一只体重测2次，记录2个数值）。小鼠背部脱毛后，用5%的水合氯醛（0.1 mL/10g）腹腔注射麻醉，然后用手术剪等在脊柱外2 cm处创建直径1 cm的全层皮肤伤口（切到浅筋膜即可），再滴加10 μL的耐药性大肠杆菌菌液（1 ×108CFU/mL），最后贴无特殊成分创可贴或用无菌纱布包裹以防止小鼠舔舐，抓蹭伤口。
实验4-2：伤口治疗分析：
感染模型建立24小时后记录体重（每一只体重测2次，记录2个数值）。拍摄伤口照片，并用直尺测量伤口的长与宽。依组分别在伤口处放置材料，所有的超声组均接受强度为1.5 W/cm2的超声处理10 min。超声完后继续将实例一所制备的纳米纤维包裹伤口。之后的七天每一天记录体重（每一只体重测2次，记录2个数值），并且拍摄伤口照片。如图5中A部分。
实验4-3：组织学分析：
收集伤口周围的组织，用4%多聚甲醛固定24小时，将皮肤组织脱水，用石蜡包埋，分别对其进行免疫组化染色（TNF-α）以及免疫荧光染色（Ikb，p65，VEGF）以评估其炎症以及伤口修复情况。如图5中B部分为代表性免疫组化炎症因子TNF-α对比图像，C部分为代表性免疫荧光Ikb抑制蛋白对比图像，D部分为代表性免疫荧光p65蛋白对比图像，E部分为代表性免疫荧光血管内皮生长因子VEGF对比图像。
实验结果：对于PLGA伤口敷料组，小鼠伤口感染后生长较慢；而本发明的P-BP@MXene伤口敷料组，通过超声治疗，小鼠伤口恢复迅速，生长较快（如图5A），TNF-α阳性表达最低（如图5B），NF-κB炎症通路相关蛋白（IkB和p65）表达量最低（如图5C和5D），血管内皮生长因子（VEGF）表达量最高（如图5E），甚至优于经阿莫西林抗生素处理后的伤口创面，表明引入BP@MXene后的伤口敷料能在耐药菌感染性创面有效发挥治疗作用。采用实施例2和实施例3制备的材料实验亦可达到上述相同的结果。
综上，伤口敷料中BP@MXene在超声刺激具有优异的杀菌作用，同时在修复过程中能够通过抑制NF-κB通路显著降低伤口的炎症反应同时促进伤口修复，且优于抗生素阿莫西林，本发明解决了在皮肤修复中滥用抗生素引发的耐药性和ROS引发的炎症问题。
上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而做出的变化，均应属于本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种纳米纤维创面修复材料，其特征在于，由PLGA纳米纺丝膜支架负载2D-2D BP@MXene生物异质结形成纳米催化膜，用于修复耐药菌感染创口，其中2D-2D BP@MXene生物异质结由单层黑磷BP材料和单层V2C MXene材料复合形成，所述2D-2D BP@MXene生物异质结中单层黑磷BP材料和单层V2C MXene材料的质量比为95：(5-10)。
2.根据权利要求1所述的纳米纤维创面修复材料，其特征在于，所述2D-2D BP@MXene生物异质结和PLGA纳米纺丝膜支架的质量比为1：20。
3.如权利要求1~2任一项所述的纳米纤维创面修复材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S10、分别制备单层黑磷BP材料和单层V2C MXene材料；
S20、制备生物异质结：按质量比为95：(5-10)取已制备的单层黑磷BP材料和单层V2CMXene材料，溶于100 mL去离子水中并超声搅拌30 min，然后将溶液转移至聚四氟乙烯内胆并在120 - 180℃下水热反应处理6 h，取出后冻干即得2D-2D BP@MXene生物异质结；
S30、制备P-BP@MXene纤维：取1 g PLGA纳米颗粒与50 mg 2D-2D BP@MXene生物异质结溶于10 mL六氟异丙醇溶剂，并超声搅拌12h获得纺丝液，再将5 mL纺丝液加入纺丝注射器中进行静电纺丝，纺完后自然晾干获得该纳米纤维创面修复材料。
4.根据权利要求3所述的纳米纤维创面修复材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S10中制备单层黑磷BP材料的过程为：将30 mg的BP晶体在氮气气氛下分散到100 mL水中，超声悬浮12h，然后将稳定的悬浮液在3000 rpm转速下离心3 min取上清液，冻干即得单层黑磷BP材料。
5.根据权利要求3所述的纳米纤维创面修复材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S10中制备单层V2C MXene材料的过程为：将1 g 氟化锂粉末加入到20 mL的9M浓度的盐酸溶液中搅拌半小时得到混合溶液，然后将1 g V2AlC粉末缓慢加入到该混合溶液中持续搅拌24小时，反应温度保持在45℃；所得溶液在3500rpm转速下反复离心洗涤直至上清液的pH处于6-7之间，然后将溶液通过超声水浴处理1小时，再在8000rpm转速下离心取上清液，冻干即得单层V2C MXene材料。
6.根据权利要求3所述的纳米纤维创面修复材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S30中进行静电纺丝的过程采用24G针头，速率为1mL/h，电压为15kV。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310749974.9A CN116726229B (zh) | 2023-06-25 | 2023-06-25 | 一种纳米纤维创面修复材料及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310749974.9A CN116726229B (zh) | 2023-06-25 | 2023-06-25 | 一种纳米纤维创面修复材料及其制备方法和应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116726229A CN116726229A (zh) | 2023-09-12 |
| CN116726229B true CN116726229B (zh) | 2024-01-05 |
Family
ID=87904304
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310749974.9A Active CN116726229B (zh) | 2023-06-25 | 2023-06-25 | 一种纳米纤维创面修复材料及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116726229B (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016049109A2 (en) * | 2014-09-25 | 2016-03-31 | Drexel University | Physical forms of mxene materials exhibiting novel electrical and optical characteristics |
| WO2020252304A1 (en) * | 2019-06-13 | 2020-12-17 | Drexel University | EDGE CAPPING OF 2D-MXene SHEETS WITH POLYANIONIC SALTS TO MIGITATE OXIDATION IN AQUEOUS COLLOIDAL SUSPENSIONS |
| CN112153765A (zh) * | 2020-11-25 | 2020-12-29 | 广东康烯科技有限公司 | 多孔碳化钼MXene/还原氧化石墨烯基发热膜 |
| CN112915251A (zh) * | 2021-01-27 | 2021-06-08 | 四川大学 | 生物高分子纤维伤口敷料及其制备方法 |
| CN115105592A (zh) * | 2021-03-17 | 2022-09-27 | 苏州北科纳米科技有限公司 | 一种含钒MXene抗菌材料的制备及其应用 |
| CN115671278A (zh) * | 2021-07-21 | 2023-02-03 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种生物可降解的复合光热薄膜及其制备方法和应用 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021125798A1 (ko) * | 2019-12-19 | 2021-06-24 | 한양대학교 산학협력단 | 맥신 섬유 및 이의 제조방법 |
-
2023
- 2023-06-25 CN CN202310749974.9A patent/CN116726229B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016049109A2 (en) * | 2014-09-25 | 2016-03-31 | Drexel University | Physical forms of mxene materials exhibiting novel electrical and optical characteristics |
| WO2020252304A1 (en) * | 2019-06-13 | 2020-12-17 | Drexel University | EDGE CAPPING OF 2D-MXene SHEETS WITH POLYANIONIC SALTS TO MIGITATE OXIDATION IN AQUEOUS COLLOIDAL SUSPENSIONS |
| CN112153765A (zh) * | 2020-11-25 | 2020-12-29 | 广东康烯科技有限公司 | 多孔碳化钼MXene/还原氧化石墨烯基发热膜 |
| CN112915251A (zh) * | 2021-01-27 | 2021-06-08 | 四川大学 | 生物高分子纤维伤口敷料及其制备方法 |
| CN115105592A (zh) * | 2021-03-17 | 2022-09-27 | 苏州北科纳米科技有限公司 | 一种含钒MXene抗菌材料的制备及其应用 |
| CN115671278A (zh) * | 2021-07-21 | 2023-02-03 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种生物可降解的复合光热薄膜及其制备方法和应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116726229A (zh) | 2023-09-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhou et al. | A bioactive dextran-based hydrogel promote the healing of infected wounds via antibacterial and immunomodulatory | |
| Zhou et al. | Infection micromilieu‐activated nanocatalytic membrane for orchestrating rapid sterilization and stalled chronic wound regeneration | |
| Luo et al. | In situ fabrication of nano ZnO/BCM biocomposite based on MA modified bacterial cellulose membrane for antibacterial and wound healing | |
| EP3681509B1 (en) | Wound healing medicament | |
| Liu et al. | Ultrasound-triggered piezocatalytic composite hydrogels for promoting bacterial-infected wound healing | |
| CN103948974A (zh) | 载药型引导组织再生膜及其制备方法 | |
| CN112915251B (zh) | 生物高分子纤维伤口敷料及其制备方法 | |
| 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 | |
| Cao et al. | Aquaculture derived hybrid skin patches for wound healing | |
| CN102421461A (zh) | 支架 | |
| Liu et al. | Research progress on the use of micro/nano carbon materials for antibacterial dressings | |
| CN113425891B (zh) | 负载光合细菌的水凝胶及其制备方法和应用 | |
| CN114438782B (zh) | 一种快速抗菌/抗氧化活性的聚乳酸/单宁酸/铁/半胱氨酸骨诱导复合纤维膜的制备方法 | |
| Zhang et al. | The dual delivery of growth factors and antimicrobial peptide by PLGA/GO composite biofilms to promote skin-wound healing | |
| Kaminagakura et al. | Nanoskin® to treat full thickness skin wounds | |
| Zhang et al. | Biodegradable hydrogels with photodynamic antibacterial activity promote wound healing and mitigate scar formation | |
| Zhang et al. | Electrospun piezoelectric scaffold with external mechanical stimulation for promoting regeneration of peripheral nerve injury | |
| CN113398334B (zh) | 碳量子点水凝胶复合支架材料及制备方法和应用 | |
| Wang et al. | Improved antimicrobial ability of dressings containing berberine loaded cellulose acetate/hyaluronic acid electrospun fibers for cutaneous wound healing | |
| CN116726229B (zh) | 一种纳米纤维创面修复材料及其制备方法和应用 | |
| Tseomashko et al. | New hybrid materials for wound cover dressings | |
| Xu et al. | Engineering ultrasound-activated piezoelectric hydrogels with antibacterial activity to promote wound healing | |
| WO2011050622A1 (zh) | 一种用于组织修复的颗粒状生物材料及其制备方法 | |
| Hajrezaei et al. | Biocompatible and electroconductive nanocomposite scaffolds with improved piezoelectric response for bone tissue engineering | |
| US20190125923A1 (en) | Jellyfish extract nanofibers |
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 | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |