[发明专利]一种纳米酶功能化水凝胶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种纳米酶功能化水凝胶及其制备方法，属于生物医用材料技术领域。将超声破碎获得的超薄二氧化锰纳米酶分散液与氨基化透明质酸‑盐酸多巴胺凝胶前体溶液混合，制备负载二氧化锰纳米酶的可见光响应抗菌水凝胶敷料。二氧化锰对多巴胺具有氧化还原响应性，可促成凝胶前体的凝胶化，本发明探索了盐酸多巴胺含量对纳米酶催化活性影响，并确定其最优含量。该最优浓度可最大化凝胶中MnO₂的纳米酶活性，并实现MnO₂的缓慢释放，延迟其降解，维持持久的缓解伤口的氧化和缺氧微环境的效果。且在可见光条件下MnO₂和聚多巴胺可实现协同抗菌作用，以透明质酸为基质的凝胶可为伤口修复提供湿润修复环境，促进伤口愈合。

技术领域

本发明属于生物医用材料技术领域，具体涉及一种纳米酶功能化水凝胶及其制备方法。

背景技术

纳米酶是一类自身蕴含酶学特性的纳米材料，表现出类似天然酶的酶促反应动力学和催化机理。与此同时，纳米酶还具有诸多优于天然酶或其他人工模拟酶的特点，如稳定性高、易于生产、催化活性高、成本低、多功能等优点，可作为天然酶的替代品进行应用，被用于疾病诊断和治疗、生物传感器、抗菌、工业催化等领域。纳米酶可发挥POD、OXD、CAT和超氧化物歧化酶(Superoxidase Dismutase，SOD)活性，对活性氧(Reactive OxygenSpecies，ROS)水平进行调节。通过POD或OXD活性催化ROS的生成可破坏微生物的活性成分(细胞膜、蛋白质、核酸和酶等)，从而杀灭细菌、真菌和病毒在内多种病原微生物。在抗菌方面，金属氧化物纳米酶还可以释放金属离子，增强细菌自噬，并通过自身的磁性、光热转化等物理化学性质，联合光热疗法和声动力疗法等多种物理化学途径杀灭细菌。通过CAT和SOD活性可以催化ROS的清除，降低因ROS过量导致的过度炎症反应，可以缓解处于高度氧化还原的病理微环境，全面调节病理微环境，从而创造利于修复的微环境以促进损伤或患病处的修复。

但是单纯的纳米酶在病理部位的直接应用因为用量不易控制，易引起病理位置短暂的纳米酶催化反应过激，造成局部不适，甚至造成二次损伤。且绝大多数纳米酶含有金属元素，单纯的纳米酶的使用可能会导致损伤处局部金属离子释放过多，产生组织毒性，为患者带来副作用或治疗隐患。

二氧化锰纳米片(MnO₂ NSs)作为一种新型的、高效的过氧化氢纳米酶，已被证明可催化丰富的内源性ROS(H₂O₂)分解为O₂，是一种理想的过氧化氢纳米酶。也是缓解氧化应激和缺氧微环境的最佳候选者之一，但单纯的MnO₂ NSs在极短的时间内分解H₂O₂的同时自身也发生了降解，不能持续发挥过氧化氢纳米酶作用，且剧烈的催化过程会引起发热、局部催化过度等问题，水凝胶作为一种可实现缓释的载体，将纳米酶与水凝胶有机结合是解决MnO₂ NSs易降解、作用时间短、副作用大的有效途径。检索发现专利CN111671899巧妙地利用MnO₂ NSs对邻苯二酚结构的氧化还原响应性提供了一种邻苯二酚化壳聚糖负载不同浓度MnO₂ NSs的方案并探索其肿瘤治疗效果。

专利CN1116 71899提供了一种邻苯二酚化壳聚糖负载MnO₂ NSs纳米酶的方案，但MnO₂ NSs对邻苯二酚的氧化还原响应性使邻苯二酚含量成为影响凝胶中MnO₂ NSs纳米酶活性的重要因素之一，含量过高会使纳米酶活性被抑制，含量过低导致凝胶化不成功，目前尚未有人研究邻苯二酚含量与MnO₂ NSs纳米酶活性的相关性.

发明内容