一种细菌纤维素-聚多巴胺-MXene@AgNPs抗菌止血海绵及其制备方法和应用

本发明属于生物医药，具体涉及一种细菌纤维素-聚多巴胺-mxene@agnps抗菌止血海绵及其制备方法和应用。

背景技术：

1、皮肤作为人体最大的器官，覆盖全身的同时不仅可以防止机体内各种营养物质与水分的丢失，而且可以充当阻碍微生物或有害物质入侵机体的物理屏障。当皮肤受到物理创伤或化学侵蚀等不利因素而被破坏时，其保护机体的能力受损，环境中微生物很容易由伤口处入侵机体并繁殖，机体清除细菌能力不足以限制细菌繁殖时，伤口便处于严重感染状态。受到细菌感染后，出现的炎症反应与局部组织坏死会阻碍伤口的愈合，严重时会导致菌血症或者免疫功能障碍。因此，具有促进伤口愈合又可以抑制细菌生长的伤口敷料对于皮肤损伤修复至关重要。

2、目前，常见的合成水凝胶伤口敷料的基质材料大多由多糖类、多肽类、醇或丙烯酸及其衍生物中一种或几种材料制备而成，不仅机械强度差，同时抗菌活性也不佳，难以满足患者有细菌感染因素下的皮肤伤口愈合的修复的需求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种细菌纤维素-聚多巴胺-mxene@agnps抗菌止血海绵及其制备方法和应用，本发明提供的细菌纤维素-聚多巴胺-mxene@agnps复合凝胶以及抗菌止血海绵不仅具有良好的机械性能与生物相容性，而且在近红外光辅助下对大肠杆菌与金黄色葡萄球菌具有良好的抗菌作用，可应用于有细菌感染因素下的皮肤伤口愈合。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明提供了一种细菌纤维素-聚多巴胺-mxene@agnps复合凝胶的制备方法，包括以下步骤：

4、将水溶性银盐和单层mxene纳米片水分散液混合，发生还原反应，在所述单层mxene纳米片表面负载上银纳米颗粒，得到mxene@agnps复合纳米材料；

5、将所述mxene@agnps复合纳米材料和聚多巴胺交联改性的细菌纤维素凝胶混合，发生交联反应，得到细菌纤维素-聚多巴胺-mxene@agnps复合凝胶。

6、优选的，所述mxene@agnps复合纳米材料和聚多巴胺交联改性的细菌纤维素凝胶混合得到凝胶混合料，所述凝胶混合料中，所述mxene@agnps复合纳米材料的质量百分含量为0.02～0.2％。

7、优选的，所述交联反应的温度为50～70℃，所述交联反应的时间为1～10h。

8、优选的，所述聚多巴胺交联改性的细菌纤维素凝胶的制备方法包括以下步骤：

9、将盐酸多巴胺的溶液和细菌纤维素凝胶混合，加热进行交联反应，得到所述聚多巴胺交联改性的细菌纤维素凝胶；所述交联反应的温度为50～70℃。

10、优选的，所述细菌纤维素凝胶中细菌纤维素的质量百分含量为0.5～5％；所述细菌纤维素凝胶的体积与所述盐酸多巴胺的质量之比为5ml:(1～5)mg。

11、优选的，所述水溶性银盐和mxene纳米片的质量比为1:1；所述还原反应的温度为室温，所述还原反应的时间为1～10h，所述还原反应在搅拌的条件下进行，所述搅拌的转速为400～600rpm。

12、本发明提供了上述技术方案所述的制备方法制备得到的细菌纤维素-聚多巴胺-mxene@agnps复合凝胶，包括聚多巴胺交联改性的细菌纤维素凝胶和通过与聚多巴胺交联反应负载于所述细菌纤维素凝胶上的mxene@agnps复合纳米材料。

13、本发明提供了额一种细菌纤维素-聚多巴胺-mxene@agnps抗菌止血海绵的制备方法，包括以下步骤：

14、将上述技术方案所述的细菌纤维素-聚多巴胺-mxene@agnps复合凝胶进行冷冻干燥，得到所述细菌纤维素-聚多巴胺-mxene@agnps抗菌止血海绵。

15、本发明提供了上述技术方案所述的制备方法制备得到的细菌纤维素-聚多巴胺-mxene@agnps抗菌止血海绵，包括聚多巴胺交联改性的细菌纤维素和通过与聚多巴胺交联反应负载于所述细菌纤维素上的mxene@agnps复合纳米材料；

16、所述细菌纤维素-聚多巴胺-mxene@agnps抗菌止血海绵具有三维立体多孔隙的疏松结构。

17、本发明提供了上述技术方案所述的细菌纤维素-聚多巴胺-mxene@agnps复合凝胶或上述技术方案所述的细菌纤维素-聚多巴胺-mxene@agnps抗菌止血海绵在制备皮肤伤口敷料中的应用。

18、本发明提供了一种细菌纤维素-聚多巴胺-mxene@agnps复合凝胶的制备方法，包括以下步骤：将水溶性银盐和单层mxene纳米片水分散液混合，发生还原反应，在单层mxene纳米片表面负载上银纳米颗粒，得到mxene@agnps复合纳米材料；将所述mxene@agnps复合纳米材料和聚多巴胺交联改性的细菌纤维素凝胶混合，发生交联反应，得到细菌纤维素-聚多巴胺-mxene@agnps复合凝胶。本发明提供的制备方法一方面采用细菌纤维素(bc)凝胶作为复合材料的基质，bc凝胶具有纳米网络结构、高比表面积与高吸水能力，在提升复合凝胶材料的机械强度的同时，使复合凝胶具有良好的气体与液体透过性；另一方面本发明通过聚多巴胺(pda)作为媒介，利用pda上的大量活性氨基基团在bc凝胶基体材料上进行化学改性后再交联mxene@agnps复合纳米材料，聚多巴胺的使用有利于mxene-agnps纳米复合物的有效负载于bc上，且能够加强bc弹性形变能力；再一方面，本发明中mxene纳米片与银纳米颗粒具有协同抗菌作用，在808纳米近红外光的辅助下，mxene纳米片一方面借助lspr效应发挥优异的光热转化治疗作用(ptt)，ptt诱导的热能提高细菌细胞膜的通透性，另一方面还可以快速传导电子激活agnps，产生ag+和ros进而对细菌的破坏，从而达到理想的协同抗菌模式。

19、同时，本发明提供的制备方法采取一锅两步法，制备方法简单、成本低廉、易于储存及运输，从原料使用到制备工艺过程均绿色无污染，有利于企业生产。

20、进一步的，在本发明中，所述聚多巴胺交联改性的细菌纤维素凝胶的制备方法包括以下步骤：将盐酸多巴胺和细菌纤维素凝胶混合，加热进行交联反应，得到所述聚多巴胺交联改性的细菌纤维素凝胶；所述交联反应的温度为50～70℃。本发明中，在50～70℃条件下进行多巴胺与细菌纤维素的交联反应，有利于多巴胺的氧化聚合，让多巴胺更充分的结合到细菌纤维素网状结构上，且可以避免使用催化剂时，多巴胺过快的自聚合导致团聚现象。

21、本发明提供了上述技术方案所述的制备方法制备得到的细菌纤维素-聚多巴胺-mxene@agnps复合凝胶，包括聚多巴胺交联改性的细菌纤维素凝胶和通过与聚多巴胺交联反应负载于所述细菌纤维素凝胶上的mxene@agnps复合纳米材料。本发明提供的细菌纤维素-聚多巴胺-mxene@agnps复合凝胶不仅具有良好的机械性能与生物相容性，而且在近红外光辅助下对大肠杆菌与金黄色葡萄球菌具有良好的抗菌作用，可应用于有细菌感染因素下的皮肤伤口愈合。

22、本发明提供了上述技术方案所述的制备方法制备得到的细菌纤维素-聚多巴胺-mxene@agnps抗菌止血海绵，包括聚多巴胺交联改性的细菌纤维素和通过与聚多巴胺交联反应负载于所述细菌纤维素上的mxene@agnps复合纳米材料；所述细菌纤维素-聚多巴胺-mxene@agnps抗菌止血海绵具有三维立体多孔隙的疏松结构。本发明提供的细菌纤维素-聚多巴胺-mxene@agnps抗菌止血海绵内部呈三维立体多孔隙的疏松结构，有利于伤口血液及浸出液的快速吸收，细菌纤维素的骨架支撑结构提供有效的机械强度；聚多巴胺的使用有利于mxene-agnps纳米复合物的有效负载及加强细菌纤维素弹性形变能力；mxene-agnps复合纳米材料在近红外光辅助下对大肠杆菌与金黄色葡萄球菌具有良好的抗菌作用，可应用于有细菌感染因素下的皮肤伤口愈合。