[发明专利]一种用于抗菌治疗的含氧纳米金刚石及其制备方法

说明书

本发明的一种用于抗菌治疗的含氧纳米金刚石及其制备方法，属于医疗抗菌材料技术领域。所述的含氧纳米金刚石直径为5～10nm，表面基团为羧基、羰基和羟基，表面含氧量为15～20％，制备方法包括：将纳米金刚石分散于H₂SO₄和HNO₃的混合物中加热、将所得样品加入氢氧化钠溶液中冷却透析、产物分散于盐酸中加热后再次透析等步骤。本发明制备过程简便、易操作、成本低，制备的含氧纳米金刚石具有良好的过氧化物酶样活性，针对牙周致病菌形成的菌斑生物膜具有良好的破坏作用。

技术领域

本发明属于医疗抗菌材料技术领域，具体涉及一种用于抗菌治疗的含氧纳米金刚石及其制备方法和用途。

背景技术

牙周炎影响着全世界约10～15％的成年人口，是由牙周致病菌引发的一种口腔感染性疾病，其作为牙菌斑生物膜存在并且导致牙齿支持组织的破坏。菌斑生物膜由被细菌胞外大分子包裹的细菌簇组成，这些细菌牢固地粘附在牙及牙周组织表面。引起牙周炎的生物膜在有毒物种(如牙龈卟啉单胞菌)作用下，产生无数的毒力因子，通过调节宿主炎症反应直接或间接地导致牙周组织的破坏。

目前针对牙周炎-生物膜的方法仅限于常规抗菌剂，包括过氧化氢(H₂O₂)、洗必泰等。尽管洗必泰能够杀死悬浮状态的细菌，但它对菌斑生物膜的效力并不明显，也不能预防牙周炎，且由于其不良反应(包括牙垢形成和牙齿染色)而不适用于口腔日常使用。另外，H₂O₂作为医疗试剂，广泛用于口腔临床治疗中的伤口消毒杀菌。但口腔消毒时使用的H₂O₂浓度(1-3％)对菌斑生物膜作用并不明显。而高浓度的H₂O₂对健康组织有害，甚至延迟伤口愈合。因此，寻找一种具有优异生物相容性的抗菌材料，应用于破坏牙菌斑生物膜，为预防口腔内牙周细菌感染提供一条新途径。

目前针对治疗细菌感染性疾病的方法多限于常规抗生素及抗菌试剂，但这些无机类抗菌试剂往往存在一定问题，比如易产生耐药性、成本高、制作工艺复杂，或难以治疗或去除细菌生物膜。受到生物系统内的大量酶催化反应启发，过氧化物酶能够催化过氧化物进行氧化或过氧化反应。基于这种催化作用，过氧化物模拟物可以作为·OH敏化剂用于抗菌治疗。但是，纳米酶的进一步临床应用在很大程度上受限于它们的生物性能，必须严格满足生物安全性和功能性的要求。

纳米金刚石作为一种重要的碳基纳米材料，具有较低的生产成本和优异的理化特性优异。纳米金刚石在通过氧化处理后表面获得多种含氧官能团，细胞毒性低并有着良好的生物相容性，被广泛应用于载药、生物标记等生物医学领域。并且，氧化的纳米金刚石具有过氧化物酶样活性，能够催化H₂O₂分解转化为羟基自由基(·OH)，将会破坏菌斑生物膜，对细菌感染性疾病起到治疗作用。

与本发明接近的现有技术为申请号为201810633095.9的中国专利申请，“一种纳米金刚石的提纯方法”，它是将纳米金刚石在硫酸和磷酸混合液中进行提纯，达到去除金属杂质和除石墨的目的。但这种方法制备的纳米金刚石反应时间短，纯化得到的纳米金刚石表面含氧基团少，不具备过氧化物酶模拟酶性质，无法作为抗菌材料应用。

与本发明接近的现有技术还有申请号为201910287560.2的中国专利申请，“绿色氧化纳米金刚石单分散胶体溶液及其制备、二次分散方法和抗菌应用”，它是利用纳米金刚石粉与双氧水进行机械研磨，得到纳米金刚石胶体溶液进行抑菌应用。但这种方法制备的纳米金刚石未经纯化处理，仅具有单纯抑制细菌生长的能力，未具备过氧化物酶样活性，无法破坏已经形成的菌斑生物膜，且不适用于临床医学应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服背景技术存在的不足，通过简单环保的新型氧化方法制备传统纳米金刚石颗粒，获得一种低成本、细胞相容性好的新型过氧化物模拟酶材料。

本发明的具体技术方案如下：