本发明属于生物质纤维改性，具体涉及一种阶梯式激光激发的多活性氧释放型伤口敷料及其制备方法和应用。
背景技术：
1、皮肤是保护机体的的第一道防线，皮肤破损后的愈合是一个系统而动态的过程，包括止血、炎症、增殖和上皮再形成四个阶段。虽然大多数皮肤缺陷可以在1或2周内自行愈合，但是，如果遇到较深的全层伤口或贯穿性伤口，皮肤的自愈能力是远远不够的。且在愈合期间，环境中的细菌极易入侵暴露的伤口从而导致伤口床发生细菌感染，甚至是定殖形成细菌生物膜。此外，一些复杂性伤口的微环境中还可能存在其它导致伤口难以进入愈合进程的问题，如糖尿病患者的溃疡性伤口中通常具有较高的血糖微环境、多种细菌感染以及毛细血管缺损，皮肤肿瘤术后伤口中具有残留的肿瘤细胞，极易增殖复发。这些问题的存在会进一步影响伤口微环境的调节，延缓伤口进入组织重塑阶段从而影响复合。传统的纱布、薄膜等伤口敷料仅能为伤口提供物理屏障，无法为伤口进一步提供有效的治疗以促进愈合。药物治疗是临床实践中的常规治疗方法，但在慢性伤口使用药物治疗极易形成药物依赖性，导致耐药性细菌出现，且无法同时有效针对全层伤口中浅表皮以及深层组织中的存在问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种阶梯式激光激发的多活性氧释放型伤口敷料及其制备方法，该伤口敷料可梯度响应于三种不同穿透深度的激光并释放不同的活性氧，可在复杂性伤口中实现长时间抵抗外界细菌对伤口的入侵的同时杀死定殖在组织深处的细菌或肿瘤细胞，促进组织深处的毛细血管的生成，加速伤口愈合。
2、本发明的上述目的通过以下技术方案予以实现：
3、一种阶梯式激光激发的多活性氧释放型伤口敷料的制备方法，包括以下步骤：
4、s1.空化的羧基化纤维素纳米纤维的制备：采用两步氧化法制备羧基化纤维素纳米纤维，即首先采用高碘酸钠将纸浆纤维的纤维素结构单元的c2和c3上的羟基选择性氧化为醛基，制得双醛纤维；然后再采用tempo/nabr/naclo氧化体系将纤维素结构单元的c6上的羟基氧化为羧基，获得具有羧基密度为0.5～1.6mmol/g、纤维长度为20～100nm、纤维直径为2～15nm的羧基化纤维素纳米纤维，经过超声得到空化的羧基化纤维素纳米纤维；
5、s2.980nm激光响应性智能纤维的制备：空化的羧基化纤维素纳米纤维与氨基化上转换纳米颗粒在碱性条件下发生酰胺化反应制得；所述980nm激光响应性智能纤维能将980nm激光转换为520-560nm的白光；
6、s3.白光响应性智能纤维的制备：原卟啉与空化的羧基化纤维素纳米纤维在黑暗、室温条件下发生酯化反应制得；所述白光响应性智能纤维的激发波长为635nm；
7、s4.阶梯式激光激发的多活性氧释放型伤口敷料的制备：将白光响应性智能纤维、980nm激光响应性智能纤维均匀分散于水中后，与泊洛沙姆试剂通过氢键与静电作用得到纤维球，再利用球形纤维的空腔同步负载吲哚菁绿、硝普钠和阿霉素制备得到；所述阶梯式激光激发的多活性氧释放型伤口敷料在635nm和808nm激光激发下释放单线态氧，在980nm激光照射下释放一氧化氮。
8、进一步地，所述步骤s1空化的羧基化纤维素纳米纤维的制备主要操作为：纸浆纤维与高碘酸钠在25～35℃条件下反应4～5h制得双醛纤维；然后再向双醛纤维中依次加入tempo、次氯酸钠和溴化钠，使用氢氧化钠将反应体系的ph调至10后氧化16～18h，加入乙醇淬灭反应后进行洗涤、干燥，得到羧基化纤维素纳米纤维，然后将羧基化纤维素纳米纤维在功率为800w/h、4℃冰水浴的条件下超声1～2h，制得空化的羧基化纤维素纳米纤维；所述纸浆纤维与高碘酸钠的质量比为1:1～2，所述双醛纤维与tempo的质量比为400:5～7，所述双醛纤维与溴化钠的质量比为1:1.312。
9、进一步地，所述步骤s2 980nm激光响应性智能纤维的制备主要操作为：将ycl3、ybcl3、ercl3、油酸和辛烯均匀混合后置于140～160℃条件下搅拌反应30～40min，然后加入naoh和nh4f的甲醇溶液，搅拌反应10min，在100℃除去甲醇后再加热至320℃反应1～3h，冷却、洗涤、干燥后得到nayf4:yb,er颗粒，然后将nayf4:yb,er颗粒分散在水中，并依次加入十六烷基三甲基溴化铵、质量浓度为30wt％的氨水和四甲氧基硅烷，在25℃条件下搅拌反应20～24h，再加入3-氨基丙基三乙氧基硅烷反应12～16h，洗涤、干燥，制得氨基化上转换纳米颗粒；然后将氨基化上转换纳米颗粒与空化的羧基化纤维素纳米纤维按质量比为1～2.5:50均匀分散在水中，再依次加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和n-羟基琥珀酰亚胺，在ph＝8～10条件下搅拌反应18～24h，洗涤，直至上清液为中性，将沉淀冷冻干燥，得到980nm激光响应性智能纤维。
10、进一步地，所述步骤s3白光响应性智能纤维的制备主要操作为：按照体积比为0.4～1:1将浓度为0.5mg/ml的原卟啉的二甲基亚砜溶液加入到质量分数为0.05～0.5wt％的空化的羧基化纤维素纳米纤维的水分散液中，然后依次加入4-二甲氨基吡啶和n-羟基琥珀酰亚胺，在黑暗、室温和搅拌条件下反应12～14h，然后用mwco1000d透析袋在水中透析20～24h，冷冻干燥得到白光响应性智能纤维。
11、进一步地，所述步骤s4的制备主要操作为：将白光响应性智能纤维、980nm激光响应性智能纤维均匀分散于水中，超声处理10min，再加入泊洛沙姆试剂，置于4℃下搅拌10min，得到纤维球，然后加入吲哚菁绿、硝普钠和阿霉素，置于4℃、黑暗条件下搅拌2～3h，得到阶梯式激光激发的多活性氧释放型伤口敷料；所述白光响应性智能纤维、980nm激光响应性智能纤维、泊洛沙姆试剂、吲哚菁绿、硝普钠和阿霉素的质量比为20:10～20:450:1～3:2:1。
12、本发明是以超声空化的羧基化纤维素纳米纤维为基体，超声空化效果可以增加纤维的比表面积，从而提高纤维对活性药物的吸附量；伤口敷料为白光响应性智能纤维、980nm激光响应性智能纤维与泊洛沙姆试剂相互交织形成的纤维球组装而成，球形空腔可进一步提供药物的装载空间，实现对多种活性药物(吲哚菁绿、硝普钠和阿霉素)的同步高效负载。
13、本发明制备得到的阶梯式激光激发的多活性氧释放型伤口敷料可用于复杂性伤口治疗，伤口为超级细菌感染伤口、皮肤肿瘤切除后细菌感染伤口或糖尿病溃疡伤口，敷料贴敷在伤口上以后，可在635nm和808nm激光激发下释放单线态氧，实现长时间抵抗外界细菌对伤口的入侵的同时杀死定殖在组织深处的细菌或肿瘤细胞；在980nm激光照射下释放一氧化氮，促进组织深处的毛细血管的生成，加速伤口愈合。
14、本发明具有以下有益效果：
15、(1)本发明制备的阶梯式激光激发的多活性氧释放型伤口敷料具有梯度激光刺激响应性，利用不同穿透深度的635nm、808nm和980nm激光激发该伤口敷料以在伤口的不同层次分别释放单线态氧和一氧化氮，可实现在伤口浅表皮肤层的长效抗菌、深层组织的抗细菌定殖和杀死肿瘤细胞以及促进组织深处的毛细血管的生成，通过对伤口的全层治疗，实现促愈合效果，克服传统治疗方式无法同时针对伤口浅表皮以及深层组织中进行有效治疗的问题。
16、(2)本发明以超声空化的羧基化纤维素纳米纤维为基体，超声空化效果可以增加纤维的比表面积，从而提高纤维对活性药物的吸附量。而白光响应性智能纤维、980nm激光响应性智能纤维和泊洛沙姆试剂通过氢键与静电作用得到的纤维球则可进一步提供药物的装载空间，实现对多种活性药物(吲哚菁绿、硝普钠和阿霉素)的同步高效负载。