一种促上皮化的载药氧化石墨炔纳米颗粒水凝胶伤口敷料及其制备方法和应用

本发明属于医用生物材料领域，涉及一种伤口敷料，具体涉及一种促上皮化的载药氧化石墨炔纳米颗粒水凝胶伤口敷料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、上皮再生障碍是影响创面愈合的重要因素，主要表现为上皮细胞凋亡、细胞外基质分泌减少等，导致上皮化不足引起伤口延迟愈合或不愈合。现已有文献报道转化生长因子β(tgf-β)具备促进上皮细胞细胞迁移和增殖，同时具有抗氧化和促血管再生等性能，但是tgf-β的应用仍存在以下不足：①单纯的细胞因子在体外容易被破坏，需要合适的载体保证其稳定性；②细胞因子需要在体外长期作用，需保证药物载体可以持续缓释药物。药物缓释系统是一种可以负载药物并长期缓慢释放药物的系统，但传统的载药方式具备以下不足：①药物负载量低，递送效率差；②药物载体难以穿透皮肤等屏障发挥作用。

技术实现思路

1、本发明着眼于上述关键难题，提供了一种促上皮化的载药氧化石墨炔纳米颗粒水凝胶伤口敷料，该水凝胶中含有氧化石墨炔纳米颗粒，通过在表面用聚乙烯亚胺(pei)修饰改性后改善其粘附性和电荷性能，借助电荷自组装的方式将氧化石墨炔-pei纳米颗粒作为载体负载抗氧化药物tgf-β，同时将载药纳米颗粒分散于gelma溶液中，通过光交联制备出的可促上皮化的载药纳米颗粒水凝胶伤口敷料，上述方法所制备的可促上皮化的载药氧化石墨炔纳米颗粒水凝胶伤口敷料，该纳米颗粒可持续进行缓释达到长期作用的效果，同时，释放的tgf-具备抗氧化、促血管再生和促上皮化等多种生物活性，可应用于临床各类慢性创面的治疗。

2、本发明提供了一种促上皮化的载药氧化石墨炔纳米颗粒水凝胶伤口敷料的制备方法，具体步骤如下：

3、(1)将氧化石墨炔粉末经过研磨后溶于去离子水中，制备成质量百分比浓度为0.1～0.5％的氧化石墨炔混悬液，将氧化石墨炔混悬液在超声中进行分散，分散后向其中溶解聚乙烯亚胺(polyethyleneimine，pei)粉末，得到氧化石墨炔纳米颗粒-pei混悬液，所述氧化石墨炔粉末和聚乙烯亚胺的质量比为1：0.1～0.5；

4、(2)将得到的氧化石墨炔纳米颗粒-pei混悬液进行超声，超声后加入交联剂并持续搅拌，得到pei修饰的氧化石墨炔纳米颗粒粗溶液；对所述粗溶液进行离心并弃上清液，以去除交联剂和多余的pei，弃上清液后向沉淀中加入去离子水重悬，得到pei修饰的氧化石墨炔纳米颗粒溶液；

5、(3)在持续搅拌条件下，向得到的pei修饰的氧化石墨炔纳米颗粒溶液中加入质量百分比浓度为0.005％～0.05％的转化生长因子-β溶液，得到载药的pei修饰的氧化石墨炔纳米颗粒溶液，转化生长因子-β与氧化石墨炔粉末的质量比为1：100～1000；对所述载药的pei修饰的氧化石墨炔纳米颗粒溶液离心并弃上清液，得到载药纳米颗粒沉淀；

6、(4)向质量百分比浓度为1～10％的甲基丙烯酸酐化明胶(gelma)溶液中加入所述载药纳米颗粒沉淀，得到含有载药氧化石墨炔纳米颗粒的gelma溶液，gelma和所述载药纳米颗粒的质量比为1:0.05～0.1；

7、(5)向所述含有载药氧化石墨炔纳米颗粒的gelma溶液中加入苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)磷酸锂盐粉末，经过光交联后即可得到促上皮化的载药氧化石墨炔纳米颗粒水凝胶伤口敷料；

8、(6)将得到的促上皮化的载药氧化石墨炔纳米颗粒水凝胶伤口敷料灭菌后，放置于密封无菌容器中。

9、进一步地，所述步骤(1)中，氧化石墨炔粉末和pei的质量比为0.1～1：1；研磨的方向可以为顺时针或逆时针，研磨次数可以为30～50次；所述氧化石墨炔粉末的平均粒径为1～1000μm。

10、进一步地，所述步骤(2)中的交联剂为edc(1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺)与nhs(n-羟基丁二酰亚胺)的混合液、edc与稀盐酸的混合液或edc与稀硫酸的混合液；当交联剂为edc与nhs的混合液时，所述edc和nhs的质量比为1：0.5～1，所述edc与氧化石墨炔粉末的质量比为0.1～1：1；当交联剂为edc与稀盐酸的混合液时，所述edc和稀盐酸的溶质的质量比为1：1～1.5，所述edc与氧化石墨炔粉末的质量比为0.1～1：1；当交联剂为edc与稀硫酸的混合液时，所述edc和稀硫酸的溶质的质量比为1：1～1.5，所述edc与氧化石墨炔粉末的质量比为0.1～1：1。

11、进一步地，所述步骤(2)中，超声时间为15～30分钟，超声条件为频率2～5万赫兹，功率300～600瓦；

12、所述步骤(2)、步骤(3)中，所述持续搅拌通过匀速搅拌器来完成，所述持续搅拌时间为2～4小时，匀速搅拌器的速度为1000～1500转/分钟，温度为25～30摄氏度；

13、所述步骤(2)和步骤(3)中离心时间为10～30min，离心的速度为10000～18000次/分。

14、进一步地，所述步骤(4)中的转化生长因子-β溶液需缓慢滴加，滴加速度为15～30滴/分钟。

15、进一步地，所述步骤(5)中，苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)磷酸锂盐的质量百分比浓度为0.01％～0.05％；所述光交联条件为：交联光为蓝光，波长400～450nm，交联光的功率为3～9瓦，交联时间为5～20秒。

16、进一步地，所述步骤(6)中，所述灭菌方法为：所述敷料浸泡于体积百分比浓度为75～85％的酒精中16～24小时，每隔6～8小时更换一次酒精；再将所述敷料浸泡于无菌蒸馏水中8～16小时，每隔2～4小时更换一次蒸馏水。

17、本发明还提供了一种基于任一项所述制备方法制备得到的促上皮化的载药氧化石墨炔纳米颗粒水凝胶伤口敷料。

18、本发明进一步地提供了一种所述的促上皮化的载药氧化石墨炔纳米颗粒水凝胶伤口敷料在制备药品中的应用；所述药品用于感染性创面、糖尿病创面和慢性创面的愈合修复。

19、本发明通过电荷自组装法制备出载药的氧化石墨炔纳米颗粒，将负载tgf-β的氧化石墨炔-pei纳米颗粒分散于gelma溶液中，借助光交联技术制备出促上皮化的氧化石墨炔纳米颗粒水凝胶伤口敷料，该制备方式具备以下优点：

20、(1)本发明所选用的氧化石墨炔是一种二维的生物材料，具备良好的稳定性，经pei覆盖表面电荷适配于各种小分子及核酸药物等载药，克服了现有的纳米载体稳定性差、负载效率低、载药覆盖面低等技术问题，这也是氧化石墨炔首次在创面敷料中的应用；

21、(2)本发明的药物负载手段选择本发明对的载药方式选择电荷自组装，利用带负电的tgf-β与带正电的pei修饰的石墨炔纳米颗粒电荷自组装后实现载药，这种负载方式在室温孵育条件下进行，克服了现有的载药方式包括物理混合和化学交联等方式在内的存在的负载效率低和易破坏药物结构等问题；

22、(3)本发明所选用的gelma凝胶是常见的光敏性水凝胶材料，在生物医学中已有广泛应用，加入氧化石墨炔载药纳米颗粒后可以改善凝胶的粘附性和和流变性能，增强水凝胶的抗剪切力，同时，氧化石墨炔的加入并不会改变水凝胶的生物相容性；更重要的是，加入光引发剂后的光敏性特点，可以通过模具法制备出不同结构的伤口敷料，应用更灵活；

23、(4)本发明所选用的小分子药物tgf-β具备促进上皮化、抗氧化应激、促进成纤维细胞增殖和迁移以及促进血管再生的性能，相对于现有的抗氧化剂如维生素c和谷胱甘肽等和促上皮化药物如表皮生长因子等作用更全面，且更容易发挥其综合效应；

24、(5)本发明所制备的促上皮化的载药氧化石墨炔纳米颗粒水凝胶伤口敷料，载药纳米颗粒的制备工艺简单，操作方便；同时，所制备的氧化石墨炔-pei纳米载药体系可以在创面持续释放tgf-β药物，发挥促进上皮化的一系列生物活性作用，促进上皮细胞和成纤维细胞的增殖和迁移，清除创面处过度活跃的要自由基，从而促进创面愈合；gelma材料具备良好的生物相容性，结构类似于细胞外基质，是适合用作伤口敷料的理想材料，以上证明本发明制备的促上皮化的载药氧化石墨炔纳米颗粒水凝胶伤口敷料是适合用于慢性创面治疗的有效敷料。