一种红光触发长效控释CO水凝胶敷料的制备方法

本发明涉及生物医用材料，特别涉及一种红光触发长效控释co水凝胶敷料的制备方法。

背景技术：

1、糖尿病作为全球十大慢性疾病之一，由于患者体内血糖含量过高，容易引发机体组织缺血、缺氧，进而诱发严重感染。据统计，全球约25%的糖尿病患者患有伤口溃疡并发症，且伴有慢性溃疡及周围组织坏疽，严重者甚至面临截肢或生命危险。目前，对于糖尿病伤口的治疗方法以手术清创和抗生素治疗为主，而抗生素的大量使用所引发的细菌耐药性问题已成为全球范围内的重大难题。

2、近年来，科研工作者研究开发了一系列非抗生素型抗菌策略用以缓解细菌耐药性问题，如：季铵盐，金属/金属氧化物，抗菌肽和气体疗法等。其中，气体疗法作为一种新兴的、有前景的治疗方法，在治疗炎症相关疾病方面越来越受到重视。一些气体分子（如：no、h2s、co等）具有优异的可渗透性和可调控性，对于治疗各种深层组织疾病，增强其治愈疗效具有独特优势。co作为一种内源性信号分子，具有多重生物学功能，但其作用效果严格依赖于其浓度含量。在适宜浓度范围内，co具有抗炎，抗凋亡，降压，血管舒张，抗动脉粥样硬化和细胞保护等功能（nano-designed carbon monoxide donor sma/corm2 exhibitsprotective effect against acetaminophen induced liver injury throughmacrophage reprograming and promoting liver regeneration. journal ofcontrolled release, 2021, 331: 350-363）。研究表明，co分子具有杀灭耐药菌的功效，且不易引发细菌耐药性，在应对细菌耐药性方面得到越来越多的关注。然而，过高的co浓度会降低血红蛋白的载氧量，使呼吸系统紊乱（harnessing carbon monoxide-releasingplatforms for cancer therapy. biomaterials, 2020, 255: 120193）。因此，对于co气体浓度的可控调节在生物医疗领域具有重要意义。

3、研究证明，在光催化剂存在下，利用外源光照条件可以将机体内源性co2转化为co，实现了co的可控释放及靶向治愈功效，可以显著提高治疗过程的可控性和有效性（photocatalyzing co2 to co for enhanced cancer therapy. advanced materials,2017, 29(44): 1703822），为实现致病菌感染类疾病的安全可控治疗效果提供了重要的研究价值。然而，有限的内源性co2的产量会在一定程度上限制co的治疗效果。值得注意的是，聚乙烯亚胺（pei）作为一种常用的co2吸附材料，可以利用自身的亚氨基团与co2之间的化学反应捕获空气或周围环境中的co2，达到稳固负载co2的目的，而当体系温度升高时，又可以重新分解为亚氨基团和co2（aminopolymer functionalization of boron nitridenanosheets for highly efficient capture of carbon dioxide. journal ofmaterials chemistry a, 2017, 5(31): 16241-16248）。因此，通过调节pei-co2的解吸温度可以控制co2的释放速率，在co2存储与释放领域展现出独特优势。因此，将pei作为co2吸附材料与光催化材料相结合，为光催化还原co2长效控释co提供了重要的研究思路。

技术实现思路

1、发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种红光触发长效控释co水凝胶敷料的制备方法，以具有高生物相容性的丝素蛋白（sf）为伤口敷料基材，将agpcn@pei@co2与sf混合，得到agpcn@pei@co2/sf水凝胶敷料。本发明制备简单，安全可控，且不易产生细菌耐药性，在生物医疗领域具有潜在的应用前景。

2、技术方案：本发明提供了一种红光触发长效控释co水凝胶敷料的制备方法，包括以下步骤：

3、s1. 制备ag3po4负载pcn纳米材料agpcn；

4、s2. agpcn@pei的制备：将聚乙烯亚胺置于乙醇溶液中，第一次搅拌，加入所述agpcn，第二次搅拌，离心，取下层沉淀，将所述沉淀加入戊二醛的乙醇/水溶液中，第三次搅拌，得agpcn@pei；

5、s3. agpcn@pei@co2的制备：将所述agpcn@pei干燥后放入玻璃吸附柱中，然后向所述吸附柱缓慢吹入co2气体，得到co2负载的agpcn@pei 多组分纳米材料agpcn@pei@co2；

6、s4. agpcn@pei@co2/sf水凝胶敷料的制备：将n-月桂酰肌氨酸钠水溶液加入到所述agpcn@pei@co2与丝素蛋白的混合溶液中，室温下搅拌均匀下得复合水凝胶的初始分散液，将所述初始分散液进一步冷冻干燥，得agpcn@pei@co2/sf复合水凝胶。

7、进一步地，s4中，所述agpcn@pei@co2与丝素蛋白的混合溶液的浓度为10~40 mg/ml；

8、和/或，s4中，所述n-月桂酰肌氨酸钠水溶液的浓度为2-5 mg/ml。

9、进一步地，所述agpcn的具体制备方法如下：

10、取尿素和双氰氨研磨后置于马弗炉中煅烧反应，接着将煅烧后的反应物依次用稀硝酸和水洗涤，得多孔g-c3n4；将所述多孔g-c3n4置于去离子水中，分散均匀，再向其中加入agno3和na2hpo4·12h2o溶液，搅拌，用xe灯照射，离心洗涤，干燥，得ag3po4负载的pcn纳米材料agpcn。

11、进一步地，所述尿素和双氰胺的质量比为2:1~4:1；

12、和/或，所述多孔g-c3n4、agno3和na2hpo4·12h2o的质量比为3:2:1~2:1:1；

13、和/或，所述稀硝酸浓度为0.1 mol·l-1；

14、进一步地，所述煅烧反应的具体条件为：反应温度520-540 ℃，反应时间4~5 h；

15、和/或，所述xe灯照射具体为：300 w 功率的xe灯照射1~1.5 h；

16、和/或，所述搅拌时间为4~6 h；

17、和/或，所述干燥具体为60~80 ℃温度下真空干燥。

18、进一步地，s2中，所述戊二醛的乙醇/水溶液中乙醇和水的体积比为3:1~1:1；

19、和/或，s2中，所述戊二醛的乙醇/水溶液中戊二醛的质量百分比为0.5-2.0 wt%；

20、和/或，s2中，所述聚乙烯亚胺与所述agpcn的质量比为2:1~1:1。

21、进一步地，s2中，所述第一次搅拌时间为30~40 min；

22、和/或，s2中，所述第二次搅拌时间为24~48 h。

23、进一步地，s3中，所述干燥具体为105 ℃温度下真空干燥12~24 h。

24、进一步地，s3中，所述吹入co2气体的时间为1-12 h。

25、有益效果：与现有技术相比，本发明以具有高生物相容性的丝素蛋白（sf）为伤口敷料基材，将agpcn@pei@co2与sf混合，得到agpcn@pei@co2/sf水凝胶敷料。对于agpcn@pei@co2/sf体系中，红光照射（600-700 nm）时，agpcn温度升高（60-65 ℃）使得pei-co2热解吸，释放出co2，与此同时，agpcn在光照下可以将co2还原为co，用于抗菌消炎治疗。通过控制光照时间和功率，该体系可以实现长效可控的co抗菌治疗效果。