本發(fā)明屬于醫(yī)用敷料
技術領域：
，具體涉及一種碳量子點/納米銀藻酸鹽敷料及其制備方法與應用。
背景技術：
：海藻酸鹽是從褐藻類的海帶或馬尾藻中提取的一種多聚糖，是一種天然的三維網狀高分子材料。具有無毒、無刺激性、高吸濕性、生物相容性等優(yōu)良性能，在藥物釋放體系和醫(yī)藥領域有著廣泛的應用。片狀的海藻酸鹽敷料吸收創(chuàng)面滲液后，形成凝膠，在凝膠形成的過程中，海藻酸鹽敷料中的鈣離子與滲液的鈉離子發(fā)生離子交換，破壞海藻酸鹽的三維網狀結構，導致海藻酸鹽敷料在吸液后力學性能下降，易斷裂。慢性傷口治療過程中，術后感染是主要的并發(fā)癥之一。銀離子是一種光譜性殺菌材料，具有很強的殺菌能力，近年來，各種含銀敷料被廣泛應用潰瘍、壓瘡、不愈性手術切口、外傷、肛瘺、痔瘡等各類慢性傷口的治療。銀離子在一定范圍內無明顯細胞毒性，但超過一定含量時，隨著銀離子濃度的增加，細胞毒性增加增加。含銀敷料中的銀離子或是納米銀可以穿透創(chuàng)面到達真皮毛細血管或通過皮下淋巴系統(tǒng)而到達全身淋巴結，進入體循環(huán)在肝臟、腎臟、脾臟、心臟等器官和血液中存在和蓄積。銀離子進入機體后雖然大部分銀離子會通過肝臟、腎臟排泄出體外，但是否仍有一部分銀離子長期存留在機體中，需要定期檢測含銀敷料在體內的遷移和蓄積情況，以確定是否會產生毒性反應。目前銀離子在體內蓄積情況的監(jiān)測尚缺乏有效、快捷的方法。碳量子點作為一種新型的碳納米材料，其尺寸非常小，一般在20nm以內，呈單分散性的準球形，其表面含有大量的親水基團，具有親水性、低細胞毒性、熒光性能及光穩(wěn)定性等，在化學、生物醫(yī)學、傳感學、熒光探針、藥物釋放及電子學領域具有廣泛的應用。碳量子點在可見光區(qū)的吸收和其優(yōu)異的熒光性能，使碳量子點在光催化領域具有廣泛的應用。在然而，很少有將碳量子點應用于慢性創(chuàng)面治療的研究。技術實現要素：本發(fā)明的目的在于解決現有技術中的缺陷，提供一種碳量子點/納米銀藻酸鹽敷料及其制備方法與應用，該制備方法可以顯著提高藻酸鹽敷料的力學性能；制備得到的敷料不僅具有很好的吸液性，可以吸收大量創(chuàng)面的滲液，為創(chuàng)面提供濕潤的愈合環(huán)境，同時該敷料還具有止血、抗菌和防粘連功能，能夠顯著促進創(chuàng)面的愈合。該敷料還具有優(yōu)異的熒光顯示追蹤功能，可用于有效監(jiān)查銀離子在體內的遷移變化和蓄積情況，為銀離子的臨床監(jiān)管，提供了一種快捷有效的檢測方法。為實現上述目的，本發(fā)明的技術方案為：一種碳量子點/納米銀藻酸鹽敷料的制備方法，所述制備方法的具體制備步驟為：（1）將硝酸銀溶解在去離子水中，配制成質量濃度為0.1%硝酸銀溶液，并依次加入聚乙二醇400和檸檬酸鈉攪拌溶解，再將抗壞血栓和碳量子點加入上述混合溶液中，在30~50℃條件下反應0.5~1h，反應結束后，在5000rpm/min條件下，進行離心分離10min，并用乙醇、去離子水多次清洗、烘干，得到碳量子點/納米銀復合材料；（2）將海藻酸鈉溶解在去離子水中，制備成質量濃度為2.0%的海藻酸鈉溶液；將步驟（1）得到碳量子點/納米銀復合材料加入該海藻酸鈉溶液中，經靜電紡絲工藝，得到碳量子點/納米銀藻酸鹽纖維；（3）將步驟（2）得到的碳量子點/納米銀藻酸鹽纖維經開松、共混、梳理、鋪網、針刺、整燙、收卷，得到碳量子點/納米銀藻酸鹽敷料。進一步的，所述的步驟（1）中硝酸銀、聚乙二醇400、檸檬酸鈉、抗壞血栓和碳量子點按質量比為1：10～20：3～12：4～12：5～15進行配比。更進一步的，所述的步驟（2）中碳量子點/納米銀復合材料與海藻酸鈉的質量比為1：10~100。更進一步的，所述的步驟（2）中靜電紡絲工藝的條件為：凝固浴為質量百分比為0.5%的氯化鈣溶液，工作電壓為25kV，針頭規(guī)格7號，針頭距接收器距離15cm，供液速率5L/h，紡絲時間2h，真空干燥常溫時間2h。更進一步的，所述的步驟（3）中針刺的具體條件為：針刺深度4~9mm，針刺頻率350~450r/min，植針密度220~270針/cm2。優(yōu)選的，所述碳量子點的尺寸小于5nm，厚度為1.05nm；所述碳量子點/納米銀復合材料中的納米銀尺寸為15~50nm。為實現上述目的，本發(fā)明的另一技術方案為：一種碳量子點/納米銀藻酸鹽敷料，由上述制備方法制備得到；所述的碳量子點/納米銀藻酸鹽敷料用于潰瘍、壓瘡、不愈性手術切口、外傷、肛瘺、痔瘡類慢性傷口的治療。本發(fā)明的原理如下：在光催化領域中，銀是一種常見的材料，一直扮演著重要角色。銀（Ag）基光催化材料在增強復合光催化劑的性能上具有重要作用。Ag的等離子體共振吸收是量子尺寸效應的一種表現形式。光還原法是一種簡易制備原位復合結構的方法，以光作為還原銀離子的能量，在光照射下，碳量子點具有光電子轉移性質，其可作為電子供體，將Ag+還原成單質Ag。碳量子點還原銀的過程主要分為三個階段，受光激發(fā)過程、形核過程和生長過程。在檸檬酸鈉和抗壞血拴的共同作用下，也能增加碳量子點/納米銀的形成速度。Ag與碳量子點的復合可增強碳量子點可見光區(qū)域的吸收，從而增強光催化性能。碳量子點本身具有優(yōu)異的熒光性能，且具有光穩(wěn)定性，將銀離子與碳量子點復合，制備碳量子點/納米銀，可進一步增強碳量子點可見光區(qū)域的吸收，增強其熒光性能。利用其優(yōu)異的熒光性能，碳量子點/納米銀藻酸鹽敷料，在用于創(chuàng)面的治療中，隨著碳量子點/納米銀在體內的吸收、代謝、和蓄積，可以直接觀察尿液、血液和各器官中銀離子的的代謝和蓄積情況，為銀離子的臨床監(jiān)管，提供了一種快捷有效的檢測方法。無紡布工藝中的針刺工藝對纖維的力學性能影響較大，在一定范圍內，隨著針刺深度的增加，三角刺針每個棱邊上鉤刺帶動的纖維量和纖維移動的距離增加，纖維之間的纏結更充分，產品的強度增加，但是刺的過深，部分移動困難的纖維在鉤刺作用下發(fā)生斷裂，產品強度降低，結構變松。同時針刺密度越大，產品強度越大、質地越硬。如果纖網已達到足夠緊密度，繼續(xù)針刺就會造成纖網中纖維的過度損傷或斷針，使產品的力學性能下降。在針刺生產工藝中，針刺密度應根據不同原料、不同的刺針型號規(guī)格和產品要求通過多次實驗來確定。該敷料在制備的過程中通過對無紡布工藝進行多次優(yōu)化，賦予了碳量子點/納米銀藻酸鹽敷料較好的力學性能和舒適性，解決了藻酸鹽敷料吸液后易斷裂的問題。本發(fā)明相對于現有技術具有如下的優(yōu)點及效果：（1）碳量子點具有很好的親水性，其表面大量的羥基（-OH）和氨基（-NH2）能夠與海藻酸鈉之間形成氫鍵，增加物理交聯反應，提高藻酸鹽敷料的力學性能；同時，本發(fā)明通過對無紡布工藝進行多次優(yōu)化，賦予了碳量子點/納米銀藻酸鹽敷料較好的力學性能和舒適性，解決了藻酸鹽敷料吸液后易斷裂的問題。（2）本發(fā)明制備的碳量子點/納米銀藻酸鹽敷料，具有很好的吸液性，可以吸收大量創(chuàng)面的滲液，為創(chuàng)面提供濕潤的愈合環(huán)境；同時，該敷料具有止血、抗菌和防粘連功能，能夠顯著促進創(chuàng)面的愈合，可以滿足創(chuàng)面愈合的各種需求。（3）本發(fā)明制備的碳量子點/納米銀藻酸鹽敷料，具有很好的緩釋性能，在創(chuàng)面使用時，其銀離子釋放時間可持續(xù)120h以上，釋放率可達90%以上。（4）本發(fā)明制備的碳量子點/納米銀藻酸鹽敷料具有很好生物安全性，無細胞毒性，無皮膚刺激，不會對人體產生損害。（5）本發(fā)明公開的碳量子點/納米銀藻酸鹽敷料還具有優(yōu)異的熒光顯示追蹤功能，可用于有效監(jiān)查銀離子在體內的遷移變化和蓄積情況，為銀離子的臨床監(jiān)管，提供了一種快捷有效的檢測方法。附圖說明圖1為實施例1～3制備的碳量子點/納米銀藻酸鹽敷料的銀離子釋放情況對比圖。圖2為實施例1～3制備的碳量子點/納米銀藻酸鹽敷料的濕態(tài)力學性能測試對比圖。具體實施方式下面結合實施例對本發(fā)明的技術方案做進一步的說明。實施例1一種碳量子點/納米銀藻酸鹽敷料的制備方法，其具體制備步驟為：（1）稱取1.0g硝酸銀固體顆粒溶解在1L去離子水中，形成硝酸銀溶液，并依次加入10.0g聚乙二醇400、3.0g檸檬酸鈉，攪拌溶解后，再依次加入4.0g抗壞血栓、5.0g碳量子點，在30℃條件下反應0.5h，反應結束后進行離心分離，在5000rpm條件下離心分離10min，用乙醇、去離子水依次清洗，反復3次，最后冷凍干燥24h，得到碳量子點/納米銀復合材料；所述的碳量子點的尺寸小于5nm，厚度為1.05nm；碳量子點/納米銀復合材料中的納米銀尺寸為15nm；（2）稱取10.0g海藻酸鈉溶解在500mL去離子水中，制備成海藻酸鈉溶液；將步驟（1）制備的0.1g碳量子點/納米銀復合材料加入海藻酸鈉溶液中，攪拌均勻后，以質量百分比為0.5%的氯化鈣溶液為凝固浴，經靜電紡絲工藝制備得到碳量子點/納米銀藻酸鹽纖維；所述靜電紡絲工藝的條件為：工作電壓25kV，針頭規(guī)格7號，針頭距接收器距離15cm，供液速率5L/h，紡絲時間2h，真空干燥常溫時間2h；（3）將步驟（2）制備的碳量子點/納米銀藻酸鹽纖維經開松、共混、梳理、鋪網、針刺、整燙、收卷，得到碳量子點/納米銀藻酸鹽無紡布卷材；所述針刺的具體條件為：針刺深度4mm，針刺頻率350r/min，植針密度220針/cm2；將碳量子點/納米銀藻酸鹽無紡布卷材經剪切、包裝、滅菌，得到碳量子點/納米銀藻酸鹽敷料。所述的碳量子點/納米銀藻酸鹽敷料用于潰瘍、壓瘡、不愈性手術切口、外傷、肛瘺、痔瘡類慢性傷口的治療。實施例2一種碳量子點/納米銀藻酸鹽敷料的制備方法，其具體制備步驟為：（1）稱取1.0g硝酸銀固體顆粒溶解在1L去離子水中，形成硝酸銀溶液，并依次加入15.0g聚乙二醇400、8.0g檸檬酸鈉，攪拌溶解后，再依次加入8.0g抗壞血栓、10.0g碳量子點，在40℃條件下反應45min，反應結束后進行離心分離，在5000rpm條件下離心分離10min，用乙醇、去離子水依次清洗，反復3次，最后冷凍干燥24h，得到碳量子點/納米銀復合材料；所述的碳量子點的尺寸小于5nm，厚度為1.05nm；碳量子點/納米銀復合材料中的納米銀尺寸為30nm；（2）稱取10.0g海藻酸鈉溶解在500mL去離子水中，制備成海藻酸鈉溶液；將步驟（1）制備的0.5g碳量子點/納米銀復合材料加入海藻酸鈉溶液中，攪拌均勻后，以質量百分比為0.5%的氯化鈣溶液為凝固浴，經靜電紡絲工藝制備得到碳量子點/納米銀藻酸鹽纖維；所述靜電紡絲工藝的條件為：工作電壓25kV，針頭規(guī)格7號，針頭距接收器距離15cm，供液速率5L/h，紡絲時間2h，真空干燥常溫時間2h；（3）將步驟（2）制備的碳量子點/納米銀藻酸鹽纖維經開松、共混、梳理、鋪網、針刺、整燙、收卷，得到碳量子點/納米銀藻酸鹽無紡布卷材；所述針刺的具體條件為：針刺深度7mm，針刺頻率400r/min，植針密度250針/cm2；將碳量子點/納米銀藻酸鹽無紡布卷材經剪切、包裝、滅菌，得到碳量子點/納米銀藻酸鹽敷料。所述的碳量子點/納米銀藻酸鹽敷料用于潰瘍、壓瘡、不愈性手術切口、外傷、肛瘺、痔瘡類慢性傷口的治療。實施例3一種碳量子點/納米銀藻酸鹽敷料的制備方法，其具體制備步驟為：（1）稱取1.0g硝酸銀固體顆粒溶解在1L去離子水中，形成硝酸銀溶液，并依次加入20.0g聚乙二醇400、12.0g檸檬酸鈉，攪拌溶解后，再依次加入12.0g抗壞血栓、15.0g碳量子點，在50℃條件下反應1h，反應結束后進行離心分離，在5000rpm條件下離心分離10min，用乙醇、去離子水依次清洗，反復3次，最后冷凍干燥24h，得到碳量子點/納米銀復合材料；所述的碳量子點的尺寸小于5nm，厚度為1.05nm；碳量子點/納米銀復合材料中的納米銀尺寸為50nm；（2）稱取10.0g海藻酸鈉溶解在500mL去離子水中，制備成海藻酸鈉溶液；將步驟（1）制備的1.0g碳量子點/納米銀復合材料加入海藻酸鈉溶液中，攪拌均勻后，以質量百分比為0.5%的氯化鈣溶液為凝固浴，經靜電紡絲工藝制備得到碳量子點/納米銀藻酸鹽纖維；所述靜電紡絲工藝的條件為：工作電壓25kV，針頭規(guī)格7號，針頭距接收器距離15cm，供液速率5L/h，紡絲時間2h，真空干燥常溫時間2h；（3）將步驟（2）制備的碳量子點/納米銀藻酸鹽纖維經開松、共混、梳理、鋪網、針刺、整燙、收卷，得到碳量子點/納米銀藻酸鹽無紡布卷材；所述針刺的具體條件為：針刺深度9mm，針刺頻率450r/min，植針密度270針/cm2；將碳量子點/納米銀藻酸鹽無紡布卷材經剪切、包裝、滅菌，得到碳量子點/納米銀藻酸鹽敷料。所述的碳量子點/納米銀藻酸鹽敷料用于潰瘍、壓瘡、不愈性手術切口、外傷、肛瘺、痔瘡類慢性傷口的治療。實施例4實施例1～3制備的碳量子點/納米銀藻酸鹽敷料的銀離子釋放情況和力學性能的研究。實驗組：實施例1～3制備的碳量子點/納米銀藻酸鹽敷料；對照組1：不加碳量子點制備的敷料a（制備方法：直接將銀離子添加到海藻酸鈉溶液中，其余制備方法及工藝均與實施例2相同）；對照組2：改變針刺工藝（針刺深度18mm，針刺頻率500r/min，植針密度320針/cm2。），其余制備方法及工藝均與實施例2相同，制備得到敷料b。銀離子釋放情況測試方法：將實驗組和對照組1分別置于100mL的pH為7.2的PBS緩沖液中，在37℃條件下，50rpm恒溫振蕩器中進行體外銀離子釋放，分別在特定時間抽取2mL上清液，同時加入相同體積的新鮮PBS溶液，使用原子吸收光譜測量銀離子的釋放情況，計算銀離子的累計釋放率，并繪制銀離子累計釋放曲線。銀離子累計釋放率%=（t時間銀離子釋放總量/實際載銀量）%。力學性能的研究況測試方法：將實驗組、對照組1、對照組2中的樣品分別剪切成2.5×15cm大小，并分別置于人體模擬傷口滲出液（稱取8.3gNaCl和0.367gCaCl2﹒2H2O定容至1L）中浸泡12h，取出樣品，垂直懸垂瀝水30s，利用萬能力學試驗機，按GB/T6344-2008的方法進行測試，記錄每組樣品的拉力峰值。結果：實施例1～3制備的碳量子點/納米銀藻酸鹽敷料與對照組1敷料a的銀離子的體外釋放情況如圖1所示，從圖1可以看出，與對照組1相比，實施例1~3制備的碳量子點/納米銀藻酸鹽敷料具有更好的緩釋效果。實施例1～3制備的碳量子點/納米銀藻酸鹽敷料與對照組1敷料a、對照組2敷料b的濕態(tài)力學性能如圖2所示，從圖2可以看出，對照組1和對照組2的濕態(tài)力學性能均小于實施例1～3制備的碳量子點/納米銀藻酸鹽敷料。由此可見：實施例1～3制備的碳量子點/納米銀藻酸鹽敷料具有很好的力學性能和銀離子緩釋效果。實施例5實施例1～3制備的碳量子點/納米銀藻酸鹽敷料的抗菌效果研究。測試方法：將大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌、白色念珠菌分別活化后，分別與實施例1～3制備的碳量子點/納米銀藻酸鹽敷料培養(yǎng)18h，然后將培養(yǎng)液涂布在平板培養(yǎng)基上，培養(yǎng)24h，觀察細菌的生長情況。同時以不加敷料組作為對照組，驗證本發(fā)明制備的碳量子點/納米銀藻酸鹽敷料的抗菌效果。結果如表1所示。表1各敷料抗菌效果與對照組相比，從試驗結果可以發(fā)現，實施例1~3制備的碳量子點/納米銀藻酸鹽敷料具有很好的抗菌效果，其抗菌率可以達到97%以上。創(chuàng)面的致病菌主要包括大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌、白色念珠菌等，由此可見，該敷料可以有效殺死致病菌，為創(chuàng)面提供無菌的愈合環(huán)境，防止創(chuàng)面的感染。實施例6實施例1～3制備的碳量子點/納米銀藻酸鹽敷料的細胞毒性檢測。實驗組：實施例1～3制備的碳量子點/納米銀藻酸鹽敷料。測試方法：將實施例1~3制備的碳量子點/納米銀藻酸鹽敷料分別用DMEM培養(yǎng)基浸提48h，陰性對照組為10%胎牛血清DMEM，陽性對照組為5%的二甲基亞砜；再將實驗組分別與成纖維L929細胞培養(yǎng)72h；最后用MTT比色法測定細胞毒性，試驗結果如表2所示。表2實驗組與細胞接觸72h后細胞生長情況編號相對增殖率細胞毒性分級結果評定陰性對照1.0000級無毒性陽性對照0.2334級重度毒性實施例10.9971級無毒性實施例20.9791級無毒性實施例30.9531級無毒性由表2可以看出，實施例1~3制備碳量子點/納米銀藻酸鹽敷料與細胞接觸72h后，細胞的相對增值率均大于90%，無細胞毒性，表明該發(fā)明制備的碳量子點/納米銀藻酸鹽敷料具有很好的生物安全性，不會對人體造成傷害。應當指出的是，具體實施方式只是本發(fā)明比較有代表性的例子，顯然本發(fā)明的技術方案不限于上述實施例，還可以有很多變形。本領域的普通技術人員，以本發(fā)明所明確公開的或根據文件的書面描述毫無異議的得到的，均應認為是本專利所要保護的范圍。當前第1頁1 2 3