一种新型抗菌创可贴及其制备方法与应用与流程

本发明涉及光催化材料新型抗菌创可贴的制作，尤其涉及一种高生物相容性可见光驱动的抗菌创可贴的应用。

背景技术：

皮肤作为机体面积最大的器官，是机体防御外部侵袭的第一道屏障。正常完整的皮肤可以保护机体免受外界物质及致病微生物的侵袭，同时可起到调节人体体温的作用。皮肤组织的破坏会引起细菌感染，最后影响正常机体的平衡。

在创伤愈合过程中，创可贴的使用应该具有有利于保护组织免受外界物理性损害、避免细菌感染、促进创面愈合等功效。传统市售创可贴主要分为含药型和不含药性，其中含药型创可贴主要有呋喃西林创可贴、云南白药创可贴、苯扎氯铵创可贴。此外，诸多合成聚合物或者生物聚合物被广泛的用于创可贴创伤敷料的研究，如海藻酸盐、壳聚糖、纤维素等。然而，这类创可贴均普遍价格较为昂贵、含有抗生素、以及具有一定程度的细胞毒性。同时，此类创可贴抗感染能力差，必须通过外加抗生素的施用来抑制伤口感染，这不可避免地促进了病原菌的耐药进化，大大增加了感染的治疗难度。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于解决现有技术中创可贴存在的问题，并提供一种新型可见光驱动抗菌创可贴。

本发明所采用的具体技术方案如下：

新型抗菌创可贴包括粘性背衬、药物层、隔离膜及吸水材料；所述粘性背衬的材质采用透光材料，所述药物层的背面粘附于粘性背衬上，正面覆盖隔离膜；所述药物层中含有高生物相容性光催化抗菌药物。

作为优选，所述药物层基底为吸水材料层，吸水材料中浸渍有高生物相容性光催化抗菌药物。

进一步的，所述吸水材料层为医用棉，厚度优选为0.05-1mm。

作为优选，所述高生物相容性光催化抗菌药物为碳点/类石墨相氮化碳光催化材料。

作为优选，所述的粘性背衬为pu薄膜，其光透过率大于90％。

作为优选，所述的隔离膜为隔离防粘材料。

作为优选，所述的碳点/类石墨相氮化碳光催化材料的合成步骤如下：

(1)将尿素置于加盖的陶瓷坩埚中，并以4～5℃/min的加热速率升温至500～600℃，煅烧2～3小时，得到类石墨相氮化碳；

(2)将0.025～0.1g柠檬酸溶于乙二醇10ml，并加去离子水15～25ml，得到混合溶液i；将混合溶液i转移到水热合成反应釜中，并将2～4g所述类石墨相氮化碳均匀分散至溶液i中，超声处理30～60min，得到混合溶液ii；将混合溶液ii置于180～200℃下水热反应12～16小时；反应后，待温度冷却至室温，洗涤，冷冻干燥，得到碳点/类石墨相氮化碳光催化材料。

进一步的，所述的洗涤、干燥过程为用酒精及去离子水各洗涤三遍后于-80℃进行冷冻干燥。

本发明的另一目的在于提供一种如上述任一方案所述新型抗菌创可贴的制备方法，其步骤如下：

在负压抽滤装置上放置医用棉，加入充分混合的高生物相容性光催化抗菌药物溶液进行反复抽滤，直至其完全被医用棉所吸收；随后，将浸渍有高生物相容性光催化抗菌药物放于-80℃冷冻干燥仪进行冷冻干燥以固定材料，得到所述药物层；将裁剪完的药物层粘贴于粘性背衬上，然后覆盖隔离膜，对创可贴进行消毒塑封，即得抗菌创可贴。

本发明的另一目的在于提供一种碳点/类石墨相氮化碳光催化材料作为创可贴中药物层有效成分的用途。此处所说的碳点/类石墨相氮化碳光催化材料为由前述方法制备的碳点/类石墨相氮化碳光催化材料。

本发明具有优异的抗菌效果：光催化材料碳点/类石墨相氮化碳具有高比表面积，在可见光驱动下可大量产生活性氧自由基，对细菌dna、蛋白质产生损伤，有效杀灭感染伤口细菌并且抑制细菌的生长，同时有效促进伤口的愈合。同时，本发明药物层为无金属掺杂光催化材料，在具有优异的生物相容性的同时有效避免了传统创可贴价格较为昂贵、含有抗生素等缺点。另外，本发明的结构设置合理，可见光可以透过pu薄膜与光催化材料作用形成大量光生电子-空穴，增加了创可贴的抗菌效果，且制作方法简单、成本低廉、实用性强且试用范围广。

附图说明

下面结合附图及具体实施实例对本发明进行详细阐述：

图1为实施例1中碳点/石墨相氮化碳光催化材料的透射电镜图；

图2为实施例2中不同光照时间下碳点/类石墨相氮化碳体外杀菌效果图；

图3为实施例4中新型抗菌创可贴在小鼠金黄色葡萄球菌小鼠感染伤口的治愈效果；

图4为实施例5中碳点/类石墨相氮化碳毒性分析。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，以下列举的仅是本发明的具体实施例，但本发明的保护范围不仅限于此。

实施例1高生物相容性光催化材料碳点/石墨相氮化碳(cds/g-c3n4)的制备

g-c3n4的制备：40g尿素置于带有盖子的陶瓷坩埚中，并于高温炉中550℃下煅烧2小时，高温炉的加热升温速率为5℃/min，获得浅黄色粉末，即为类石墨相氮化碳(g-c3n4)。

cds/g-c3n4的制备：将0.05g柠檬酸溶于乙二醇10ml，并加去离子水20ml，得到混合溶液i；将混合溶液i转移到50ml水热合成反应釜中，并将2g上述氮化碳均匀分散至溶液i，超声处理30min，得到混合溶液ii；将混合溶液ii置于200℃下水热反应16小时；反应后，待温度冷却至室温，用酒精及去离子水各洗涤三遍后于-80℃进行冷冻干燥，即得到高生物相容性碳点/类石墨相氮化碳光催化材料(cds/g-c3n4)。该碳点/石墨相氮化碳光催化材料的透射电镜图如图1所示。

实施例2碳点/类石墨相氮化碳体外杀菌效果

将50mg实施例1中制备的碳点/类石墨相氮化碳cds/g-c3n4与50ml10⁷cfu/ml金黄色葡萄球菌菌液充分混合，在100mwcm^-2可见光光照下进行杀菌效果的鉴定，同时设置无光照的黑暗对照组。在不同时间段对菌液进行标准平板计数，表征杀菌效果。

结果表明如图2所示，表明碳点/类石墨相氮化碳光催化材料在可见光照射下，具有优异的杀菌效果，且杀菌效果明显高于g-c3n4。

实施例3一种新型抗菌创可贴的制作

将上述实施例1中制备的cds/g-c3n4材料用于制作新型抗菌创可贴。该创可贴包括粘性背衬、药物层、隔离膜及吸水材料，其中粘性背衬的材质采用透光材料，药物层的背面粘附于粘性背衬上，正面覆盖隔离膜，基本结构与常规的创可贴类似。但区别在于本发明的创可贴中的药物层含有高生物相容性光催化抗菌药物cds/g-c3n4，作为有效的杀菌止血成分。吸水材料层可采用医用棉等吸水材料，然后吸水材料中浸渍cds/g-c3n4。吸水材料层厚度大概是0.05-1mm，以便于透光保持光催化活性。粘性背衬为pu薄膜，其光透过率大于90％且具有良好的透气效果，隔离膜为隔离防粘材料，隔离膜覆盖药物层，起到隔离防粘的作用。

该抗菌创可贴的制备方法，主要包括下列步骤：

a.在负压抽滤装置上安装医用棉，加入0.5mgml^-1充分混合的高生物相容性光催化材料cds/g-c3n4溶液进行反复抽滤，直至光催化材料完全被医用棉所吸收。随后，将此处理过的医用棉放于-80℃冷冻干燥仪进行冷冻干燥以固定光催化材料，并裁剪成合适尺寸，即可得相应创可贴药物层。

b.将裁剪完的药物层粘贴于粘性背衬的胶面层，之后将隔离膜覆盖于药物层并覆盖相应的吸水材料。

c.对创可贴进行消毒塑封，即得抗菌cds/g-c3n4创可贴。

实施例4新型抗菌创可贴在治疗伤口感染中的作用

本实施例中利用实施例3制备的cds/g-c3n4创可贴进行试验，以探究其在治疗伤口感染、促进止血愈合中的作用。

将8周左右小鼠分为未用抗菌创可贴组(control)、cds/g-c3n4创可贴组以及g-c3n4创可贴组。其中g-c3n4创可贴采用与cds/g-c3n4创可贴相同的制备方法，区别仅在于将药物层中的有效成分替换为实施例1中的g-c3n4。

首先，配制1％异戊巴比妥钠溶液对小鼠进行腹腔注射麻醉(180ul/20g)；然后，在各组小鼠背部皮肤制造80mm²面积的无菌创口，同时用1×10⁷cfu的金黄色葡萄球菌感染伤口，构建金黄色葡萄球菌皮肤感染模型；随后分别在背后粘贴相应抗菌创可贴；最后，将小鼠伤口于光照条件下照射2个小时；观察各组皮肤创伤面积及细菌载量变化。本实施例中，对未用抗菌创可贴组(control)、g-c3n4创可贴组以及cds/g-c3n4创可贴组三组试验，同时设置黑暗无光照的对照组。

其结果如图3所示，图3中的(a)和(b)为有光照下的结果，(c)和(d)为无光照下的结果。结果表明：当暴露于光照时，与感染后第1天至第7天的g-c3n4创可贴和对照组中的小鼠相比，用cds/g-c3n4创可贴处理的小鼠的皮肤损伤区域愈合更快。同时，与g-c3n4创可贴和对照组相比，cds/g-c3n4创可贴处理的小鼠伤口细菌载量降低。由此说明此新型抗菌创可贴所用抗菌药物效果优异，具有良好的推广价值。

实施例5新型抗菌创可贴毒性分析

将实施例3和4中制备的g-c3n4创可贴及cds/g-c3n4创可贴粘贴于小鼠未感染创伤皮肤处，观察其对皮肤的影响；同时采用cck8方法检测cds/g-c3n4对人皮肤角质层细胞系hacat的毒性作用。

根据cck8方法，配置相应hacat细胞悬液，将0、1、5、10mg/ml4种不同浓度g-c3n4和cds/g-c3n4与hacat细胞相互作用，用cck8试剂盒检测不同作用时间光催化材料对hacat细胞的毒性效应。

其结果如图4所示，图3中的(a)是黑暗条件下g-c3n4创可贴组和cds/g-c3n4创可贴组体内毒性分析试验，(b)和(c)是g-c3n4和cds/g-c3n4的体外毒性分析试验。结果表明：在黑暗条件下，未用抗菌创可贴组(control)、g-c3n4创可贴组以及cds/g-c3n4创可贴组小鼠感染伤口愈合效果无显著差异；通过使用cck8测定，g-c3n4和cds/g-c3n4两种光催化材料在1-10mg/ml剂量下对hacat细胞都没有任何明显的毒性作用。体内体外实验结果均表明cds/g-c3n4无毒副作用，此新型抗菌创可贴生物相容性高、安全、无毒。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，然其并非用以限制本发明。有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。