本發(fā)明涉及納米材料，特別是涉及一種具有納米限域效應(yīng)的多功能雙金屬級(jí)聯(lián)納米酶復(fù)合型水凝膠材料制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、糖尿病作為一種全球性高發(fā)疾病，超過(guò)20％的患者面臨傷口愈合困難的問(wèn)題。在糖尿病狀態(tài)下，高血糖和氧化應(yīng)激水平的升高是導(dǎo)致傷口愈合障礙的關(guān)鍵因素。當(dāng)前，糖尿病患者的長(zhǎng)期慢性傷口仍然是臨床治療中的重大挑戰(zhàn)。糖尿病傷口常伴隨持續(xù)的細(xì)菌感染和長(zhǎng)期的炎癥反應(yīng)。盡管抗生素藥物在臨床上被廣泛用于抑制細(xì)菌感染和減輕炎癥反應(yīng)，但其長(zhǎng)期使用可能導(dǎo)致耐藥性和不良反應(yīng)。因此，對(duì)于糖尿病傷口感染這一難題，亟需開(kāi)發(fā)一種新型抗菌治療策略。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種具有納米限域效應(yīng)的多功能雙金屬級(jí)聯(lián)納米酶復(fù)合型水凝膠材料制備方法及應(yīng)用，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

3、本發(fā)明的技術(shù)方案之一：一種具有納米限域效應(yīng)的多功能雙金屬級(jí)聯(lián)納米酶復(fù)合型水凝膠材料，包括金納米顆粒(au?nps)、鉑納米顆粒(pt?nps)、金屬有機(jī)框架、核酸適配體和水凝膠；

4、所述金屬有機(jī)框架包封所述金納米顆粒和鉑納米顆粒，形成au-pt@金屬有機(jī)框架；

5、所述核酸適配體修飾在au-pt@金屬有機(jī)框架表面，形成au-pt@金屬有機(jī)框架/核酸適配體；

6、所述au-pt@金屬有機(jī)框架/核酸適配體分散在所述水凝膠中。

7、進(jìn)一步地，所述金屬有機(jī)框架的制備原料包括硝酸鋅和2-甲基咪唑；

8、所述硝酸鋅、2-甲基咪唑、金納米顆粒和鉑納米顆粒的用量比為0.0336mmol：1.345mmol：0.012mmol：0.012mmol。

9、進(jìn)一步地，所述核酸適配體和au-pt@金屬有機(jī)框架的用量比為0.002μmol：2mg。

10、進(jìn)一步地，所述au-pt@金屬有機(jī)框架/核酸適配體和水凝膠的用量比為2mg：70mg。

11、進(jìn)一步地，所述金屬有機(jī)框架為呈正十二面體的zif-8納米顆粒(zif-8nps)。

12、進(jìn)一步地，所述核酸適配體為dna核酸適配體(aptamer，apt)。

13、dna核酸適配體的核苷酸序列為：5'-catatccgcgtcgctgcgctcagacccaccaccacgcacc-c6nh2-3'。

14、進(jìn)一步地，所述水凝膠包括海藻酸鈉水凝膠。

15、本發(fā)明提供的具有納米限域效應(yīng)的多功能雙金屬級(jí)聯(lián)納米酶復(fù)合型水凝膠材料中的zif-8納米顆粒(沸石咪唑酯骨架材料)具有良好的生物相容性和酸性環(huán)境敏感性，在生理?xiàng)l件下保持穩(wěn)定而在酸性條件下解體，是藥物運(yùn)輸和緩釋的理想載體。

16、金-鉑納米粒子具有類(lèi)氧化物酶活性(類(lèi)葡萄糖氧化酶活性)和類(lèi)過(guò)氧化物酶活性，在高糖環(huán)境下，通過(guò)金納米酶的類(lèi)葡萄糖氧化酶活性產(chǎn)生過(guò)氧化氫和葡萄糖酸，再通過(guò)鉑納米酶的類(lèi)過(guò)氧化物酶活性進(jìn)一步催化生成羥基自由基，能夠在消耗傷口感染部位高濃度的葡萄糖的同時(shí)對(duì)細(xì)菌產(chǎn)生殺傷效果(羥基自由基可以對(duì)細(xì)菌產(chǎn)生殺傷效果)。

17、海藻酸鈉水凝膠能夠有效降低無(wú)機(jī)納米材料的生物毒性，并防止傷口愈合過(guò)程中創(chuàng)面受到二次損傷，同時(shí)為創(chuàng)面修復(fù)提供一個(gè)濕潤(rùn)且適宜的恢復(fù)環(huán)境。

18、核酸適配體可以賦予納米粒子對(duì)細(xì)菌的靶向性。

19、本發(fā)明的包含金納米顆粒(au?nps)、鉑納米顆粒(pt?nps)、金屬有機(jī)框架(zif-8納米顆粒)、dna核酸適配體和海藻酸鈉水凝膠的具有納米限域效應(yīng)的多功能雙金屬級(jí)聯(lián)納米酶復(fù)合型水凝膠材料可以用于糖尿病傷口感染的治療，該復(fù)合型水凝膠材料能夠在消耗葡萄糖和清除細(xì)菌的同時(shí)促進(jìn)上皮化和膠原沉積，從而全面加速糖尿病傷口的愈合過(guò)程，具備潛在的臨床應(yīng)用前景。

20、本發(fā)明的技術(shù)方案之二：一種上述具有納米限域效應(yīng)的多功能雙金屬級(jí)聯(lián)納米酶復(fù)合型水凝膠材料的制備方法，包括以下步驟：

21、將鉑鹽溶液和金鹽溶液混合后加入硼氫化鈉溶液攪拌反應(yīng)，然后依次加入鋅鹽溶液和2-甲基咪唑溶液，攪拌反應(yīng)后得到au-pt@金屬有機(jī)框架；

22、將au-pt@金屬有機(jī)框架分散于水中，加入核酸適配體溶液，攪拌反應(yīng)后得到au-pt@金屬有機(jī)框架/核酸適配體；

23、將au-pt@金屬有機(jī)框架/核酸適配分散于水中，加入水凝膠，混合均勻，得到所述具有納米限域效應(yīng)的多功能雙金屬級(jí)聯(lián)納米酶復(fù)合型水凝膠材料。

24、更進(jìn)一步地，所述鉑鹽溶液為氯鉑酸溶液；所述氯鉑酸溶液的濃度為20mm；

25、所述金鹽溶液為氯金酸溶液；所述氯金酸溶液的濃度為20mm；

26、所述硼氫化鈉溶液的濃度為0.1m；

27、所述鋅鹽溶液為硝酸鋅水溶液；所述硝酸鋅水溶液的濃度為168mm；

28、所述2-甲基咪唑溶液的濃度為747mm；

29、所述核酸適配體溶液的濃度為10μm。

30、本發(fā)明的技術(shù)方案之三：一種上述具有納米限域效應(yīng)的多功能雙金屬級(jí)聯(lián)納米酶復(fù)合型水凝膠材料在制備促進(jìn)傷口愈合的藥物中的應(yīng)用。

31、更進(jìn)一步地，所述傷口為革蘭氏陽(yáng)性菌或革蘭氏陰性菌感染的傷口。

32、所述革蘭氏陽(yáng)性菌包括金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、屎腸球菌和短小芽孢桿菌；

33、所述革蘭氏陰性菌包括銅綠假單胞菌和大腸桿菌。

34、本發(fā)明的技術(shù)方案之四：一種上述具有納米限域效應(yīng)的多功能雙金屬級(jí)聯(lián)納米酶復(fù)合型水凝膠材料在制備治療糖尿病傷口感染的藥物中的應(yīng)用。

35、本發(fā)明公開(kāi)了以下技術(shù)效果：

36、(1)本發(fā)明的具有納米限域效應(yīng)的多功能雙金屬級(jí)聯(lián)納米酶復(fù)合型水凝膠材料具有類(lèi)酶活性，在高糖環(huán)境下，可以在不斷消耗葡萄糖的同時(shí)殺滅細(xì)菌。

37、(2)本發(fā)明的具有納米限域效應(yīng)的多功能雙金屬級(jí)聯(lián)納米酶復(fù)合型水凝膠材料對(duì)多種細(xì)菌均具有抑制作用，其中對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌的抑菌效果要優(yōu)于陰性菌。

38、(3)本發(fā)明的具有納米限域效應(yīng)的多功能雙金屬級(jí)聯(lián)納米酶復(fù)合型水凝膠材料對(duì)正常小鼠和糖尿病小鼠細(xì)菌感染傷口均具有顯著的抗菌活性，不僅對(duì)細(xì)菌感染傷口的愈合具有促進(jìn)作用，還能夠顯著減少炎癥反應(yīng)的發(fā)生。

39、(4)本發(fā)明制備的具有納米限域效應(yīng)的多功能雙金屬級(jí)聯(lián)納米酶復(fù)合型水凝膠材料具有可注射性、可降解性、良好的生物相容性及安全性。

40、(5)本發(fā)明通過(guò)一鍋法將金納米顆粒與鉑納米顆粒原位共沉積于zif-8中，并在其外層修飾dna核酸適配體，隨后加入具有良好生物相容性的海藻酸鈉水凝膠，從而制備出具有納米限域效應(yīng)的多功能雙金屬級(jí)聯(lián)納米酶復(fù)合型水凝膠材料(au-pt@zif-8/apt@gel)。在高糖環(huán)境下，該材料利用金、鉑納米顆粒模擬葡萄糖氧化酶和過(guò)氧化物酶活性，構(gòu)建了高效的級(jí)聯(lián)納米反應(yīng)器，dna核酸適配體的修飾賦予該材料細(xì)菌靶向性，顯著增強(qiáng)了抗菌性能，促使葡萄糖消耗和細(xì)菌死亡，此外，加入海藻酸鈉水凝膠后，制備的材料能夠更好地附著在傷口部位，促進(jìn)藥物吸收。因此，該復(fù)合型水凝膠材料能夠在消耗葡萄糖和清除細(xì)菌的同時(shí)促進(jìn)上皮化和膠原沉積，還能全面加速糖尿病傷口的愈合過(guò)程。