一种甘草酸/碳纳米酶可注射抗菌水凝胶的制备方法及其应用

本发明属于医药，尤其涉及一种甘草酸/碳纳米酶可注射抗菌水凝胶的制备方法及其应用。

背景技术：

1、可注射水凝胶具有可以填充任何外观的缺陷而无需外科手术的独特特点，并且其在溶胶状态下表现出低粘度特性。它们还可以根据所需形状轻松调整以符合需求。由于原位给药的独特优势，良好的注射性等优点，可注射水凝胶作为局部和持续药物递送的载体引起了相当大的关注。与需要手术植入体内的预成型水凝胶相比，原位注射水凝胶具有非侵入性和可调节原位形成的水凝胶几何形状的优点。随着医药领域的发展，可注射水凝胶体系作为一种给药载体，由于其易于应用、增加局部药物浓度、延长药物保留时间、生物相容性好等优点，越来越受到研究者的重视。

2、与其他药物制剂相比较，水凝胶拥有较高的比表面积和高孔隙率，这有助于细胞附着和负载药物。此外，研究表明水凝胶制备过程中不会破坏药物的活性。在现有的文献报道中，水凝胶载药系统负载的大多数是抗生素类药物。

3、虽然使用抗生素在一定程度上促进了伤口的愈合，但仍存在诸多弊端。由于严重的细菌感染，伤口往往有多种细菌的定植，细菌交叉感染会导致细菌群体效应，从而对抗生素产生强烈的耐药性；此外，它的产生严重影响了抗生素的疗效。因此，需要寻找一种多功能的水凝胶敷料作为抗生素的替代品，利用非抗生素治疗方式来实现高效的抗菌和抗炎作用，这对细菌感染伤口的成功治疗至关重要。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提出了一种甘草酸/碳纳米酶可注射抗菌水凝胶(cga水凝胶)的制备方法及其应用。本发明的可注射抗菌水凝胶为复合水凝胶，其以壳聚糖作为高分子骨架包裹碳纳米酶纳米粒子，同时负载药用植物活性成分甘草酸，得到甘草酸/碳纳米酶可注射抗菌水凝胶。该水凝胶的可注射性能，能够完全填充复杂形状的伤口，易于在创口部位给药。此外，该水凝胶能够在近红外光照射下产热并促进甘草酸的释放，实现对多种细菌的光热-药物协同治疗作用。同时，这种甘草酸/碳纳米酶可注射抗菌水凝胶中的碳纳米酶能够模拟sod酶和cat酶活性，清除ros，有效缓解炎症，促进多重细菌感染创面的愈合。通过以上协同抗菌抗炎作用，可达到减药增效的目的，有效促进多重细菌感染创面的愈合。

2、为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

3、本发明的技术方案之一：

4、一种甘草酸/碳纳米酶可注射抗菌水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

5、将碳纳米酶分散于乙酸溶液中，超声分散，加入壳聚糖，得到第一溶液；

6、在所述第一溶液中加入甘草酸，搅拌均匀，得到第二溶液；

7、将温敏剂溶于水中，得到第三溶液；

8、将所述第二溶液和所述第三溶液混合，搅拌均匀，得到甘草酸/碳纳米酶可注射抗菌水凝胶。

9、进一步地，所述碳纳米酶的制备方法如下：

10、将二甲基咪唑与甲醇混合，得到溶液a；

11、将六水合硝酸锌与甲醇混合，得到溶液b；

12、将所述溶液b加入所述溶液a中，搅拌均匀；

13、离心弃上清，再加入甲醇使液面高于所得固体，超声溶解至无沉淀后再次离心，至此为一次清洗，清洗三次后弃上清，真空干燥，然后将所得固体研磨粉碎，煅烧，得到所述碳纳米酶。

14、进一步地，在碳纳米酶的制备方法中，所述二甲基咪唑与甲醇的质量体积比为3.24g∶100ml；

15、所述六水合硝酸锌与甲醇的质量体积比为2.94g∶100ml；

16、每次离心的转速均为12000rpm，每次离心的时间均为10min；

17、所述煅烧的温度为900℃，所述煅烧的时间为3h。

18、更进一步地，碳纳米酶的制备方法如下：

19、称取3.24g二甲基咪唑加入100ml甲醇并放入圆底烧瓶中，得到溶液a；称取2.94g六水合硝酸锌加入100ml甲醇并放入烧杯中，得到溶液b；待所述溶液b和所述溶液a充分搅拌均匀后，将所述溶液b加入所述溶液a中继续搅拌5h至均匀；将混合溶液离心(12000rpm，10min)后弃上清，再加入甲醇使其液面高于所得固体，超声溶解至无沉淀后再次离心(12000rpm，10min)，此为一次清洗，清洗3次后弃上清，于80℃真空干燥12h，干燥后将所得固体研磨粉碎，放入管式炉煅烧(900℃，3h)，即可得到碳纳米酶。

20、进一步地，所述第二溶液和所述第三溶液的体积比为(3～10)∶1。

21、更进一步地，所述第二溶液和所述第三溶液的体积比为3∶1、5∶1或者10∶1。

22、进一步地，所述温敏剂为五水β-甘油磷酸二钠。

23、进一步地，所述甘草酸/碳纳米酶可注射抗菌水凝胶的制备方法如下：

24、将碳纳米酶分散于0.1m的乙酸溶液中，超声使其分散均匀，加入壳聚糖搅拌2-5h，制成第一溶液，所述第一溶液中壳聚糖的浓度为20-30mg/ml；

25、在所述第一溶液中加入甘草酸，充分搅拌至均匀，得到第二溶液，甘草酸在所述第二溶液中的浓度为0.5-2mg/ml；

26、将温敏剂五水β-甘油磷酸二钠溶于超纯水中，得到第三溶液，所述第三溶液的浓度为0.5-2g/ml；

27、将所述第二溶液和所述第三溶液分别以不同体积比(3∶1、5∶1或者10∶1)混合，4℃搅拌至均匀，最后在37℃下获得甘草酸/碳纳米酶可注射抗菌水凝胶。

28、本发明以非抗生素类药物甘草酸为抗菌剂，以碳纳米酶为光热剂，并利用碳纳米酶的模拟酶作用清除ros，降低炎症反应，从而促进伤口愈合，将甘草酸和碳纳米酶负载到水凝胶中，制备了一种甘草酸/碳纳米酶可注射抗菌水凝胶(cga水凝胶)。本发明采用两相合成法构建出性质优良的热敏水凝胶，采用原位包覆方式对甘草酸进行负载，将碳纳米酶修饰于水凝胶表面，赋予其抗菌与抗炎作用的能力；通过近红外光的调控，使水凝胶发挥药物-光热协同抗菌效果，避免抗菌药物过量使用产生耐药性的问题；本发明的水凝胶具有可注射性能，能够完全填充复杂形状的伤口，易于在创口部位给药；甘草酸/碳纳米酶可注射抗菌水凝胶中的碳纳米酶能够模拟sod酶和cat酶活性，清除ros，有效缓解炎症，促进多重细菌感染创面的愈合。

29、本发明的技术方案之二：

30、一种根据上述制备方法制备得到的甘草酸/碳纳米酶可注射抗菌水凝胶。

31、本发明的技术方案之三：

32、所述的甘草酸/碳纳米酶可注射抗菌水凝胶在制备抗菌药物中的应用。

33、本发明的技术方案之四：

34、所述的甘草酸/碳纳米酶可注射抗菌水凝胶在制备促进多重细菌感染创面愈合的药物中的应用。

35、与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：

36、①本发明的甘草酸/碳纳米酶可注射抗菌水凝胶，由于在水凝胶制作中加入了甘草酸，具有显著抗菌效果。同时，制作方法简单，工艺条件温和，采用常规设备即可制备。但单一药物负载水凝胶所需的药物剂量大且药效缓慢，需要与其他抗菌物质协同发挥作用以获得更好的疗效。

37、②本发明甘草酸/碳纳米酶可注射抗菌水凝胶组分中的碳纳米酶作为一种光热剂，能将光能转化为热能，对细菌产生物理损伤(热破坏)而杀死微生物，与甘草酸产生光热-药物协同抗菌作用，避免抗菌药物过量使用产生耐药性的问题。

38、③本发明中甘草酸/碳纳米酶可注射抗菌水凝胶组分中的碳纳米酶通过其模拟sod酶和cat酶活性，清除ros，可有效清除炎症，从而促进伤口的愈合。

39、④本发明中水凝胶的可注射性能，能够完全填充复杂形状的伤口，易于在创口部位给药。

40、⑤本发明在近红外激光照射下药物释放量增加，关闭近红外激光照射后少量药物持续释放，可见近红外激光照射可以作为“开关”实现对甘草酸/碳纳米酶可注射抗菌水凝胶中甘草酸的可控释放，即近红外光照在协同增强甘草酸/碳纳米酶可注射抗菌水凝胶抗菌作用的同时，可以实现对甘草酸的可控释放。

41、综上，本发明的甘草酸/碳纳米酶可注射抗菌水凝胶具有优良的光热性能、抗菌性能和抗炎性能，作为伤口敷料有很大的发展及应用前景。