一种有机/无机联合抗菌组合物及其制备方法与应用与流程

本发明属于医用材料技术领域，尤其涉及一种有机/无机联合抗菌组合物及其制备方法与应用。

背景技术：

在临床手术中，导管相关性感染带来的并发症是一个十分棘手的问题，而制成导管的原始材料本身不具有抗菌性，病原微生物极易粘附在材料表面生长，常常引起局部或是全身性感染。目前临床上主要采用大量的抗生素来减轻导管相关性感染的发生。然而，传统的抗生素全身性注射治疗在感染局部往往达不到有效血药浓度，治疗效果不理想，并且因为抗生素的滥用，导致很多感染病原菌出现多重交叉耐药性，抗生素的联用只能在一定程度上降低耐药性的发生。此外，有机物药物支架存在缓释效果差和体内降解残留的问题，难以满足临床需求。基于此，利用具有特殊孔隙结构和生物相容性的无机抑菌材料与抗生素联合形成局部缓释的治疗方法成为新的研究方向。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明的首要目的在于提供一种有机/无机联合抗菌组合物，该抗菌组合物由聚多巴胺包裹碳点-纳米铜(cds-cu@pda)负载替加环素构成，可用于减轻多重耐药菌引起的导管相关性感染。

本发明的另一目的在于提供上述有机/无机联合抗菌组合物的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述有机/无机联合抗菌组合物的应用。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种有机/无机联合抗菌组合物，包含以下成分：纳米铜、替加环素和聚多巴胺。

优选的，所述的有机/无机联合抗菌组合物具有以下结构：纳米铜通过静电吸附作用负载替加环素，聚多巴胺包裹负载替加环素的纳米铜。

优选的，所述的有机/无机联合抗菌组合物包含以下按质量份数计的成分：纳米铜2～4份、替加环素1～3份和聚多巴胺4～8份。

本发明进一步提供上述有机/无机联合抗菌组合物的制备方法，包括以下步骤：

(1)将壳聚糖、乙酸和柠檬酸溶于溶剂中，进行水热反应，得到柠檬酸碳点；

(2)将步骤(1)得到的柠檬酸碳点、氯化铜、氢氧化钠和水合肼混合，加热搅拌后冷冻干燥，得无机抗菌剂纳米铜；

(3)将步骤(2)得到的无机抗菌剂纳米铜溶于溶剂中，第一次搅拌后与替加环素混合，第二次搅拌后与聚多巴胺混合，得到混合溶液，冷冻干燥，即得到所述的有机/无机联合抗菌组合物。

优选的，步骤(1)、(2)和(3)中所述的各个反应原料按照以下质量份数配比：1～4份壳聚糖、1～2份乙酸、0.5～2份柠檬酸、0.3～0.9份氯化铜、40～80份氢氧化钠、1～4份水合肼、0.05～0.1份替加环素、0.02～0.08份聚多巴胺和80～160份溶剂。

优选的，步骤(1)和步骤(3)中所述的溶剂为蒸馏水或磷酸缓冲液。

优选的，步骤(1)中所述的水热反应的条件为在180℃下反应4～6h。

优选的，步骤(1)中所述的将壳聚糖、乙酸和柠檬酸溶于溶剂中时，壳聚糖与溶剂的质量比为1:10，乙酸与溶剂的质量比为1:1，柠檬酸与溶剂的质量比为1:5。

优选的，步骤(1)中的其他操作条件参考文献《lattice-matchedcarbondotsinducedtheorientedself-assemblyofcunanoparticles》(caopy,liuyl,linzt,etal.carbon,2017,118:625-633.)中的碳点合成部分的内容；

优选的，步骤(2)中所述的加热的温度为70℃。

优选的，步骤(2)中所述的加热搅拌的时间为12～24h。

优选的，步骤(2)中所述的冷冻干燥的温度为-80℃。

优选的，步骤(2)中所述的将步骤(1)得到的柠檬酸碳点、氯化铜、氢氧化钠和水合肼混合时，柠檬酸碳点、氯化铜、氢氧化钠和水合肼的质量比为3:3:12:1。

优选的，步骤(2)中的其他操作条件参考文献《lattice-matchedcarbondotsinducedtheorientedself-assemblyofcunanoparticles》(caopy,liuyl,linzt,etal.carbon,2017,118:625-633.)中的纳米铜合成部分的内容。

优选的，步骤(3)中所述的第一次搅拌为避光密闭搅拌，时间为14～18h，所述第二次搅拌为避光密闭搅拌，时间为12～16h。

优选的，步骤(3)中所述的混合溶液中，无机抗菌剂纳米铜、替加环素和聚多巴胺的质量比为(2～4):(1～3):(4～8)。

优选的，步骤(3)中所述的冷冻干燥的温度为-80℃。

本发明进一步提供上述有机/无机联合抗菌组合物在医用材料技术领域的应用。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

本发明提供的技术方案中，无机抗菌剂纳米铜与有机抗菌剂替加环素复配后经聚多巴胺包裹制成产品，经实验测定可得，该产品具有良好的抗多重耐药菌效果，风干成膜后粘附在导管表面，实现了抗菌剂的缓释，该产品解决了现有技术中，单一抗生素作用抗菌效果不佳、抗菌持续时间低、喷涂复合膜易脱落的技术缺陷。

附图说明

图1为实施例3中制备的有机/无机联合抗菌组合物的扫描电子显微镜照片。

图2为实施例4中所得的菌落生长情况效果图。

图3为实施例5中所得的产品的缓释效果曲线图。

具体实施方式

下面结合实施例和对本发明作进一步详细的说明，但本发明的实施方式不限于此。对于未特别注明的工艺参数，可参照常规技术进行。

实施例1

本实施例提供一种有机/无机联合抗菌组合物及其制备方法。

该有机/无机联合抗菌组合物中，纳米铜、替加环素和聚多巴胺的质量比为4:1:4。

制备方法包含以下步骤：

(1)将0.1g壳聚糖、1ml乙酸和0.5g柠檬酸溶于130ml蒸馏水中，磁力搅拌10min，转移到50ml聚四氟乙烯衬里的高压反应釜中，于180℃反应6h，反应完成后将压力釜冷却至室温，所得反应液为柠檬酸碳点。

(2)将20ml浓度为0.1mol/l氯化铜、20ml柠檬酸碳点、40g氢氧化钠和6.2ml浓度为35％水合肼溶液溶于40ml蒸馏水中，70℃搅拌反应12h，将所得沉淀物经蒸馏水和无水乙醇洗涤后，于-80℃冷冻干燥，得无机抗菌剂纳米铜。

(3)将20mg无机抗菌剂纳米铜与5mg替加环素溶于20ml磷酸缓冲液中，避光密闭搅拌14h后，将20mg聚多巴胺加入到混合液中，继续避光密闭搅拌12h，所得混合物于-80℃冷冻干燥，即得到所述的有机/无机联合抗菌组合物1。

实施例2

本实施例提供一种有机/无机联合抗菌组合物及其制备方法。

该有机/无机联合抗菌组合物中，纳米铜、替加环素和聚多巴胺的质量比为2:1:4。

制备方法包含以下步骤：

(1)将0.2g壳聚糖、1.5ml乙酸和0.5g柠檬酸溶于130ml蒸馏水中，磁力搅拌10min，转移到50ml聚四氟乙烯衬里的高压反应釜中，于180℃反应6h，反应完成后将压力釜冷却至室温，所得反应液为柠檬酸碳点。

(2)将20ml浓度为0.1mol/l氯化铜、20ml柠檬酸碳点、80g氢氧化钠、6.2ml浓度为35％水合肼溶液溶于40ml蒸馏水中，70℃搅拌反应18h，将所得沉淀物经蒸馏水和无水乙醇洗涤后，于-80℃冷冻干燥，得无机抗菌剂纳米铜。

(3)将20mg无机抗菌剂纳米铜与10mg替加环素溶于20ml磷酸缓冲液中，避光密闭搅拌16h后，将40mg聚多巴胺加入到混合液中，继续避光密闭搅拌14h，所得混合物于-80℃冷冻干燥，即得到所述的有机/无机联合抗菌组合物2。

实施例3

本实施例提供一种有机/无机联合抗菌组合物及其制备方法。

该有机/无机联合抗菌组合物中，纳米铜、替加环素和聚多巴胺的质量比为4:3:8。

制备方法包含以下步骤：

(1)将0.4g壳聚糖、2ml乙酸和2g柠檬酸溶于130ml蒸馏水中，磁力搅拌10min，转移到50ml聚四氟乙烯衬里的高压反应釜中，于180℃反应6h，反应完成后将压力釜冷却至室温，所得反应液为柠檬酸碳点。

(2)将20ml浓度为0.1mol/l氯化铜、20ml柠檬酸碳点、160g氢氧化钠、6.2ml浓度为35％水合肼溶液溶于40ml蒸馏水中，70℃搅拌反应24h，将所得沉淀物经蒸馏水和无水乙醇洗涤后，于-80℃冷冻干燥，得无机抗菌剂纳米铜。

(3)将20mg无机抗菌剂纳米铜与15mg替加环素溶于20ml磷酸缓冲液中，避光密闭搅拌18h后，将40mg聚多巴胺加入到混合液中，继续避光密闭搅拌16h，所得混合物于-80℃冷冻干燥，即得到所述的有机/无机联合抗菌组合物3。

将实施例3所得有机/无机联合抗菌组合物使用扫描电子显微镜检测得到图1，可见表面为许多不规则小球聚合体，这些不规则聚合体增强了材料的粘附能力。

实施例4

本实施例提供实施例1～3制得的有机/无机联合抗菌组合物1～3(以下简称产品1、产品2、产品3)的抗菌应用效果。所用的对照品为市面上购得的替加环素(生产企业：patheonltalias.p.a.规格：50mg/支)。

以大肠杆菌为例，a、b、c分别为产品1、产品2和产品3，d为对照品。分别取20mg样品a、b、c、d加入5ml的tris缓冲溶液，配置成4mg/ml的浓度，超声10min使颗粒分散均匀，放入灭过菌的纸片，吸附12h后，将灭菌纸片分别加入培养有大肠杆菌的培养皿中，于37℃培养箱培养24h，观察菌落生长情况和抑菌效果。效果如图2所示，所得结果参阅表1，由表1可知样品a、b、c抑菌圈平均直径大于对照品d，表明所制备产品抑菌效果良好。

表1抑菌效果

实施例5

本实施例提供实施例1制得的有机/无机联合抗菌组合物1的缓释应用效果。具体的，以实施例1所得产品有机/无机联合抗菌组合物为样品a，实施例1所得无机抗菌剂纳米铜为对照品b，替加环素为对照品c进行缓释实验，缓释实验的条件为以ph6.8的pbs作为释放介质,分别称取0.1g的样品a、b、c放入透析袋，置于加有100ml释放介质pbs缓冲液的锥形瓶中摇床震荡，在不同时间间隔下取样，于233nm处测量吸光度，效果如图3所示，可见所制得产品持续缓释时间长，缓释效果良好。

从上述实施例可以得出，本发明提供的技术方案，具有以下优点：

(1)本发明制备的有机-无机联合抗菌组合物抑菌效果明显。

(2)本发明制备的有机-无机联合抗菌组合物涂抹于导管表面风干成膜，且不影响导管液体运输。

(3)本发明制备的有机-无机联合抗菌组合物制备方法简单，原料成本较低。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所做的进一步详细说明，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质，或者原理所做的更改，替换，修饰，组合，简化均在本发明的保护范围。