[发明专利]一种基于纳米银和光动力学疗法的抗菌材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种基于纳米银和光动力学疗法的抗菌材料及其制备方法和应用，属于生物纳米抑菌材料领域。所述抗菌材料包括聚乙烯亚胺PEI、Ce6和银纳米粒子AgNPs；Ce6与聚乙烯亚胺PEI分子链上的氨基以共价键连接，银纳米粒子AgNPs包载在连接有Ce6的聚乙烯亚胺中。该材料将AgNPs的杀菌活性和Ce6光动力途径杀菌相结合，能有效改善AgNPs的聚集并提高材料的杀菌活性。该新型AgNPs‑PEI‑Ce6纳米抗菌材料能有效杀灭浮游菌以及清除成熟生物被膜。

技术领域

本发明属于生物纳米抑菌制剂领域，具体涉及一种AgNPs-PEI-Ce6纳米抗菌材料，以及该材料的制备方法，和该材料的应用。

背景技术

细菌感染一直是人类所面临的一大健康威胁，在抗生素出现之前，细菌感染表现出超强的致死率。在过去几十年里，抗生素的使用大大降低了细菌感染的发病率和致死率。但是，目前由抗生素滥用导致的耐药细菌感染已构成了新世纪抗感染治疗的新挑战，是当今人类健康的重要威胁(Science2008, 321, 356)。在自然环境下，细菌通常是以游离态(planktonic)和生物被膜(Bacterial Biofilm, BF)两种不同的形态生存。BF是细菌常见的存在方式，80 %以上的细菌以BF的形式存在。体内感染相关的BF一旦形成则很难被彻底清除，尤其导管和植入物感染都会吸引大量细菌紧密附着形成BF，导致感染迁延不愈，是慢性感染和感染周期性发作的重要原因。同时，BF也是细菌耐药性产生的重要机制之一，因此寻找传统抗生素以外的新疗法具有重要意义(Science1999, 284, 5418)。

银不同于其他金属，具有独特的抗菌性能。传统的银抗菌剂包括金属银、硝酸银、磺胺嘧啶银等，近年来，随着纳米技术的推陈出新，人们发现银纳米材料不但具有金属纳米材料的共性，又保留一定的抗菌性能，是目前研究最广泛的纳米抗菌剂，其作为抗菌剂具有安全、广谱、长效、无耐药性、抑菌效果明显等优点(Biomaterials2011, 32, 693)。但银离子的不稳定性以及加工成本高的特点也限制了其进一步的广泛应用。因此，开发一种稳定易制备低成本的银纳米粒子(AgNPs)用于杀菌具有良好的科学意义和实际应用前景。

光动力学疗法(Photodynamic Therapy, PDT)是使用一定波长的光将基态光敏剂(Photosensitizer, PS)激活，发生光化学反应，从而在局部产生高浓度的具有细胞毒性的活性氧(ROS)，ROS不但具有细胞毒性，而且还具有杀菌作用。细菌可以通过PDT被特异性地消灭，因此PDT也可以作为抗生素替代疗法治疗耐药菌造成的感染(Biomaterials2017,113, 145)。目前还没有菌株对其产生耐药的报道，因此光动力学疗法被认为是杀灭细菌并清除BF的有效方法之一。光敏剂Ce6是目前常用的一种光敏剂，但其水溶性不佳，且单一的光动力疗法杀菌效果不足以清除生物被膜。

综合以上研究背景，本发明将具有良好杀菌效果的AgNPs和光动力疗法相结合，制备AgNPs-PEI-Ce6(银纳米粒子-聚乙烯亚胺-二氢卟吩e6)纳米抗菌材料用于浮游菌和细菌被膜的杀灭和清除。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于纳米银和光动力学疗法的抗菌材料，该材料制备方法简单、生物相容性好，对浮游菌和生物被膜的良好杀灭和清除效果。

为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于纳米银和光动力学疗法的抗菌材料，包括聚乙烯亚胺PEI、Ce6和银纳米粒子AgNPs；Ce6与聚乙烯亚胺PEI分子链上的氨基以共价键连接，银纳米粒子AgNPs包载在连接有Ce6的聚乙烯亚胺中；

所述聚乙烯亚胺的分子量为10000 ~ 1000000。