一种两性离子可涂抹敷料及其制备方法与应用

本发明属于医用生物材料的制备，具体涉及一种两性离子可涂抹敷料及其制备方法与应用。

背景技术：

1、人眼因其独特功能和结构暴露于外界环境中，难免受到一些外界因素影响并引发感染。其中，由微生物感染引起的微生物性角膜炎(microbial keratitis，mk)，是临床上造成角膜性失明病变的重要原因之一。全球每年约有200多万mk患者，为医疗领域造成了沉重的经济负担。流行病统计数据表明，mk在发展中国家的发病率更高，特别是在南亚、东南亚和东亚，已达流行病水平。

2、微生物性角膜炎(mk)，又常称感染性角膜炎，是指由微生物如细菌、真菌病毒和原虫入侵角膜引发的不同程度的眼部炎性反应，病原微生物侵入角膜基质并破坏角膜结构。患者会感到眼内刺痛、视力降低，伴随眼红、分泌物增多等症状，严重的mk甚至会造成视力丧失。数据表明，全球高达5％的失明可归因于眼外伤和由此引起的感染。mk病例中，有细菌性角膜炎(bacterial keratitis，bk)、真菌性角膜炎(fungal keratitis，fk)、原虫性角膜炎(amoeba keratitis，ak)和病毒性角膜炎(viral keratitis，vk)等。对于发生概率最高的细菌性角膜炎，患者通常会感到眼内急性疼痛、流泪畏光、眼睛红肿等现象。如果未进行及时有效的干预，可能会导致角膜溃疡、眼内炎直至视力彻底丧失。

3、细菌性角膜炎的感染通常包含细菌粘附、细菌入侵和增殖、以及毒素的释放三个步骤。需要说明的是，实际的感染过程要更复杂得多，三个阶段并没有明显的分界线，相互影响和重合发生。细菌表面具有多种黏附素，这种结构有利于其附着于角膜上皮细胞，这种粘附是引发感染的先决条件。

4、微生物在眼内形成生物膜后可引起角膜溃疡、穿孔，严重甚至会导致患者失明。应对该病症，临床上最常使用的治疗方式是外用抗生素滴眼液和眼用软膏。然而，一方面，mk感染菌多种多样，形成生物膜后单一抗生素难以穿透胞外基质并发挥作用，且抗生素的使用会增加耐药性出现的风险。另一方面，滴眼液和眼用软膏在给药过程中约有95％的药物会随着泪液循环进入人体内部，而非作用于眼部感染病灶，导致滴眼液和眼用软膏的生物利用度极低。

5、临床上，诸如氟喹诺酮类药物、头孢他啶和万古霉素等抗生素都是治疗mk常用的一线眼科药物。然而，抗生素的频繁使用不可避免会带来耐药性的风险。在当前“后抗生素时代”，尽可能的减少抗生素的使用，最大限度地减少抗生素耐药性的威胁势在必行。

6、两性离子聚合物的分子链同时带有正负电荷，且正负电荷总数相等。这种特殊结构使其具有反聚电解质效应、良好的化学性能、强水化能力及性质不易受ph值影响等优异性能。此外，两性离子聚合物还具有优异的生物相容性及抗蛋白质吸附能力，在生物材料领域有广泛的应用。

7、专利文献cn 104693347 a制备了一种金属离子交联的含两性离子结构的智能纳米凝胶，该智能纳米凝胶具有温度、ph响应性及优异的生物相容性，抗蛋白质特异性吸附能力，其中的金属离子具有杀菌作用，有望用于微生物性角膜炎的治疗，然而申请人发现，该智能纳米凝胶的杀菌性能较弱，无法达到长效抗菌用于治疗角膜炎的目的。

8、专利文献cn 114456437 a进一步公开了一种聚多巴胺涂层改性的抗菌聚氨酯敷料，解决了现有抗菌敷料存在抑菌时效短、抗菌范围窄、效果差的问题，具备广谱、长效、稳定的抗菌性能，但该抗菌敷料由于直接混入金属离子，材料的生物安全性没有得到保证。因此无法长期有效用于角膜炎的治疗。

9、因此，寻找一种能够很好清除生物膜的广谱抗菌剂，能够显著提升两性离子材料的抗菌性能，同时能够很好避免金属离子带来的毒性问题，提供一种高效的眼科给药方式用于长期实现杀死眼内致病菌以治疗mk，成为亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明就是为了解决上述技术问题，从而提供一种两性离子可涂抹敷料及其制备方法与应用。本发明的目的在于，一方面解决现有的眼用敷料利用金属离子的抗菌性能存在抗菌性不够强而无法用于角膜炎的治疗问题；另一方面解决现有的金属离子眼用敷料存在生物安全性问题，无法长期用于眼膜炎的治疗问题。

2、为了实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

3、本发明首先提供了一种两性离子可涂抹敷料的制备方法，包括以下步骤：

4、(1)以两性离子与多巴胺酯通过自由基反应生成二元共聚物，将二元共聚物与金属离子通过原位自组装形成两性离子修饰纳米粒子，其中，所述两性离子包括如下所式的化合物：式<ⅰ>sbma、式<ⅱ>cbma或式<ⅲ>mpc，所述金属离子为银离子、锌离子或铜离子；

5、

6、(2)以上述两性离子之间的静电相互作用结合形成的预凝胶溶液作为凝胶骨架；

7、(3)将步骤(1)所得两性离子修饰纳米粒子与步骤(2)所得凝胶骨架混合后静置，即得两性离子可涂抹敷料。

8、本发明的上述制备方法采用上述两性离子修饰纳米粒子与两性离子单体混合，两者通过物理纠缠或静电作用力相互缠绕，得到了一种结构稳定、孔隙分布均匀的可涂抹敷料。本发明人发现，通过上述结构的两性离子与多巴胺酯通过自由基反应聚合成二元共聚物，并利用该二元共聚物修饰金属纳米粒子(cu，zn和ag等)，再进一步与两性离子形成的凝胶骨架结合，能够显著增加纳米粒子的稳定性和生物安全性。本发明获得的两性离子可涂抹敷料具备抗菌性能好，且解决了金属离子的生物安全性问题，同时能够长时间高效用于眼膜炎的治疗，其疗效极为显著。

9、而如本技术对比例的摸索结果可知，材料的抗菌性能主要由释放的金属离子来决定，然而，当直接采用将金属离子与两性离子共聚物混合的方式时，在微生物性角膜炎模型中可以看出，通过直接混合制备的可涂抹敷料的长期使用性能极差，在经过24小时的角膜炎治疗后效果就开始变差，而长达48小时的角膜炎治疗反而对眼睛产生了毒害。因此，本发明制备的可涂抹敷料中的抗菌成分可以通过判断周围环境按需释放，能有效避免抗菌成分的无效使用，达到长期有效的目的，可很好用于长时间的角膜炎治疗。

10、进一步的是，步骤(1)中所述多巴胺酯为甲基丙烯酸多巴胺酯。

11、进一步的是，步骤(1)中所述sbma与甲基丙烯酸多巴胺酯的质量比为1:3。

12、进一步的是，步骤(1)中所述cbma与甲基丙烯酸多巴胺酯的质量比为1:2。

13、进一步的是，步骤(1)中所述mpc与甲基丙烯酸多巴胺酯的摩尔比为1:4。

14、进一步的是，步骤(1)中所述两性离子与多巴胺酯通过自由基反应生成二元共聚物的方法包括以下步骤：

15、将sbma和甲基丙烯酸多巴胺酯按质量比1:3溶解于反应溶剂中，再加入单体总质量0.5％的引发剂，在磁力搅拌下，加入溶剂，抽真空，在65℃下反应24h；对混合物进行抽滤，固体产物经冲洗后干燥，得到二元共聚物。

16、进一步的是，步骤(1)中所述两性离子与多巴胺酯通过自由基反应生成二元共聚物的方法包括以下步骤：

17、将cbma和甲基丙烯酸多巴胺酯按质量比1:2溶解于反应溶剂中，再加入单体总质量1％的引发剂，在磁力搅拌下，加入溶剂，抽真空，在70℃下反应24h；在磁力搅拌下，将混合物滴加到冰乙醚中，出现淡黄色固体，分离固体产物，真空干燥，得到二元共聚物。

18、进一步的是，步骤(1)中所述两性离子与多巴胺酯通过自由基反应生成二元共聚物的方法包括以下步骤：

19、将mpc和甲基丙烯酸多巴胺酯按摩尔比1:4混合，再加入单体总摩尔量2％的引发剂，加入溶剂溶解，氮气脱气30分钟，将混合物在恒温油浴中于70℃下连续搅拌反应24h，所得产物经冷却后浓缩于丙酮中沉淀两次，真空干燥，得到二元共聚物。

20、本发明的目的之二是提供由如上任一制备方法得到的两性离子可涂抹敷料。

21、本发明的目的之三是提供如上所述的两性离子可涂抹敷料在制备成治疗角膜炎的药物方面的应用。

22、本发明的有益效果如下：

23、(1)本发明获得的两性离子可涂抹敷料的抗菌谱广、抗菌性强，可很好用于角膜炎的治疗；

24、(2)本发明获得的两性离子可涂抹敷料在治疗角膜炎时，其中的抗菌成分可以通过判断周围环境按需释放，且避免了对人体的毒害，其生物安全性高，能够达到长期有效治疗角膜炎的目的。