一種同時負載納米銀和姜黃素的納米抗菌劑及其制備方法與應用技術

本發明專利技術公開了一種同時負載納米銀和姜黃素的納米抗菌劑及其制備方法與應用。以兩親性嵌段共聚物PCL?b?PAsp自組裝形成的聚合物膠束作為納米載體，利用其親水性殼層中PAsp鏈段的負電性吸附帶正電的Ag

Nano antibacterial agent capable of simultaneously loading nano silver and curcumin and preparation method and application thereof

The invention discloses a nano antibacterial agent simultaneously loaded with nano silver and curcumin and a preparation method and an application thereof. The two block copolymer PCL B PAsp self-assembled polymeric micelles as nano carrier, using the negatively charged hydrophilic shell in PAsp segment with Ag positive suction

【技術實現步驟摘要】
一種同時負載納米銀和姜黃素的納米抗菌劑及其制備方法與應用
本專利技術屬于納米生物醫藥材料領域，涉及一種同時負載納米銀和姜黃素的納米抗菌劑的制備方法及其在增強抗菌活性中的應用。
技術介紹
近年來，多藥耐藥細菌的快速出現已成為一個日益嚴重的全球性問題，世界衛生組織將其認定為人類健康的三大威脅之一。因此，探索具有良好安全性和強抗菌活性且不會產生細菌耐藥性的新抗菌劑是當務之急。為此，人們廣泛研究了各種抗菌材料，如抗菌肽、陽離子聚合物、碳基納米材料、聚合物和無機納米粒子，以提高抗菌性能。然而，單一療法已不足以完全應對復雜的細菌感染。例如，醫生常會使用兩種或更多種抗菌藥物來增加對結核分支桿菌患者的治療效果。因此，對新型高效的聯合治療的開發正成為治療細菌感染的關鍵。被普遍用于消費產品的銀納米粒子，由于其廣譜抗菌活性、有限的細菌耐藥性和對哺乳動物細胞相對較低的毒性，被認為是最好的抗菌劑之一。銀納米粒子可以增加細菌膜的通透性，從而滲透到細菌的細胞質中，使其蛋白變性并干擾DNA復制，最終導致細菌死亡。因此，研究者們做出了巨大努力，通過將銀納米粒子與常規抗生素（如氨芐青霉素、青霉素G、紅霉素、卡那霉素和萬古霉素等）結合，以實現針對革蘭氏陰性和革蘭氏陽性菌的協同抗菌效果。然而，這些方法也可能存在一些問題，如銀納米粒子的聚集、較高的成本以及抗生素的副作用等。大量研究表明，使用適當的載體材料，包括季銨化合物、二氧化硅納米粒子、氧化石墨烯、碳納米管和聚合物結構，可以有效負載銀納米粒子并阻止其急劇降低抗菌效率的聚集。在各種各樣可選擇的模板中，由兩親性嵌段共聚物自組裝形成的聚合物膠束是一個值得推薦的銀納米粒子載體，因為它具有多功能性可調的組成和在生物醫藥應用中獨特的優勢。此外，聚合物膠束也為同時遞送不同治療藥物提供了機會。姜黃素是一種天然多酚化合物，可以從草本植物姜黃的根莖中提取。它是一種高效、無毒、廉價的藥物，具有廣泛的生物活性，如抗癌、抗HIV、抗氧化、抗炎和抗菌。近期研究表明，當姜黃素結合其它試劑（包括乳鐵蛋白，N-乙酰半胱氨酸和抗生素）使用時，它可以發揮協同抗菌的效果。但因姜黃素水溶性差、生物利用度低，其臨床發展極其有限。幸運的是，聚合物膠束可以作為合適的納米載體克服這些問題。因此，利用聚合物膠束制備一種同時負載納米銀和姜黃素的納米抗菌劑是一種非常具有前途聯合抗菌方法。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種同時負載納米銀和姜黃素的聚合物膠束及其制備方法。并對本專利技術用于發揮納米銀和姜黃素的協同抗菌能力進行評估。本專利技術的聚合物膠束體系將具備以下一些優勢：1）能夠克服納米銀自身容易聚集的缺點，提高其在水體系中的分散性和穩定性；2）提高疏水性姜黃素在水中的溶解性和生物利用度；3）組成聚合物膠束的嵌段共聚物具有良好的生物相容性和生物可降解性；4）同時負載納米銀和姜黃素，能夠根據兩者的不同機制發揮協同抗菌的作用，增強抗菌效果；5）價廉易得的原料可以為以后的實際應用提供方便。為實現上述目的，本專利技術公開了如下的
技術實現思路
：一種同時負載納米銀和姜黃素的納米抗菌劑，其特征在于：它是以兩親性嵌段共聚物PCL-b-PAsp在水溶液中自組裝形成PCL-b-PAsp聚合物膠束PM，利用親水性殼層中PAsp的負電性吸附帶正電的Ag+離子并通過還原劑將其原位還原成納米銀，再利用疏水性內核PCL包裹天然無毒的抗菌成分姜黃素，從而形成既攜帶納米銀又同時負載姜黃素的聚合物膠束PM-Ag-Cur；其中PCL-b-PAsp聚合物膠束PM：納米銀：姜黃素的重量份數比為10：1：2。該納米抗菌劑具有良好的生物相容性和生物可將降解性，并且能夠克服納米銀自身容易聚集和姜黃素水溶性差的缺點，提高兩者的穩定性和生物利用度，并根據各自不同的抗菌機制發揮協同抗菌的作用，增強抗菌效果。同時，價廉易得的原料和簡單易行的制備方法使得這種納米抗菌劑易于推廣應用。本專利技術進一步公開了同時負載納米銀和姜黃素的納米抗菌劑的制備方法，其特征在于步驟如下：1）將5.0mgPCL-b-PAsp溶解于1mLDMF中，再將此聚合物溶液在電磁攪拌下，逐滴緩慢加入到9mL磷酸鹽緩沖液，1mM，pH=7.4中，然后將溶液在室溫下攪拌4h使膠束穩定，之后將溶液透析三天以完全除去體系中的DMF溶劑，得到PCL-b-PAsp聚合物膠束PM；2）將100μL5mg/mLAgNO3溶液在冰水浴攪拌下逐滴緩慢加入到PCL-b-PAsp聚合物膠束PM，在黑暗環境下輕輕攪拌30min后，快速加入100μL15mg/mL新鮮NaBH4溶液，溶液迅速變色，繼續攪拌4h，然后透析兩天得到PM-Ag溶液；3）將1.0mg姜黃素溶解于5mL無水DMF中，并在磁力攪拌下逐滴加入到PM-Ag溶液中，在室溫下攪拌2h后，將溶液透析兩天以除去體系中的DMF，最終得到同時負載納米銀和姜黃素的聚合物膠束PM-Ag-Cur。其中聚環己內酯-b-聚天冬氨酸（PCL-b-PAsp）的制備步驟如下：1）將0.16gN-(叔丁氧羰基)乙醇胺（1mmol）和10.0gε-CL（87.8mmol）加入到干燥的50mL茄形瓶中混合，然后用20mL重蒸的甲苯溶解均勻，加入一滴Sn(Oct)2（0.1%wt/wt）；2）液氮冷凍，抽真空，通氮氣，解凍，重復此過程三次，之后在氮氣保護下，于110°C的油浴中反應12h；3）反應結束后冷至室溫，加入冰乙醚沉淀，靜置使其沉淀完全，經抽濾洗滌，真空干燥后得到白色固體PCL-NHBoc；4）將上述3）中所得的PCL-NHBoc溶于三氟乙酸和二氯甲烷的混合溶劑（1/1，V/V）中，然后在室溫下攪拌12h，反應結束后，用冰乙醚沉淀，在冰箱中靜置過夜，抽濾洗滌，干燥得白色固體；5）將4）中白色固體在三乙胺和二氯甲烷的混合溶劑（1/1，V/V）中室溫攪拌12h，再用冰乙醚沉淀，抽濾，放入真空干燥箱中干燥得到大分子引發劑PCL-NH2；6）將2.0g上述5）中得到的PCL-NH2（0.2mmol）和2.5gBLA-NCA（10mmol）加入到干燥的茄形瓶中，加入15mL二氯甲烷將其溶解均勻，然后液氮冷凍，抽真空，通氮氣，解凍，重復三次，之后在氮氣保護下，于30°C的油浴中反應24h；7）反應完成后，加入適量的二氯甲烷稀釋并用十倍體積的冰乙醚沉淀，抽濾洗滌，真空干燥后得到白色固體PCL-b-PBLA；8）將1.0g上述7）中得到的白色固體置于25mL圓底燒瓶中，用10mL三氟乙酸溶解，然后依次加入1mL苯甲醚和1mL三氟甲磺酸，在0℃冰浴下攪拌2h，之后用冰乙醚沉淀，抽濾洗滌，真空干燥得到嵌段共聚物PCL-b-PAsp。本專利技術更進一步公開了同時負載納米銀和姜黃素的納米抗菌劑在增強抗菌活性藥物方面的應用；所述的增強抗菌活性指的對致病細菌有很好的協同殺滅效果。本專利技術同時也公開了同時負載納米銀和姜黃素的納米抗菌劑在提高對銅綠假單胞菌和金黃色葡萄球菌協同抗菌效率方面的應用。實驗結果顯示：與單獨負載納米銀或姜黃素的聚合物膠束相比，同時負載納米銀和姜黃素的納米抗菌劑具有更好的協同抗菌效果。本專利技術更加詳細的描述如下：（1）聚合物膠束：一種同時負載納米銀和姜黃素的聚合物膠束，以兩親性嵌段共聚物聚環己內酯-b-聚天冬氨酸（PCL-b-PAsp）在水溶液中自組本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種同時負載納米銀和姜黃素的納米抗菌劑，其特征在于：?它是以兩親性嵌段共聚物PCL?

【技術特征摘要】
1.一種同時負載納米銀和姜黃素的納米抗菌劑，其特征在于：它是以兩親性嵌段共聚物PCL-b-PAsp在水溶液中自組裝形成PCL-b-PAsp聚合物膠束PM，利用親水性殼層中PAsp的負電性吸附帶正電的Ag+離子并通過還原劑將其原位還原成納米銀，再利用疏水性內核PCL包裹天然無毒的抗菌成分姜黃素，從而形成既攜帶納米銀又同時負載姜黃素的聚合物膠束PM-Ag-Cur；其中PCL-b-PAsp聚合物膠束PM：納米銀：姜黃素的重量份數比為10：1：2。2.權利要求1所述同時負載納米銀和姜黃素的納米抗菌劑的制備方法，其特征在于步驟如下：1）將5.0mgPCL-b-PAsp溶解于1mLDMF中，再將此聚合物溶液在電磁攪拌下，逐滴緩慢加入到9mL磷酸鹽緩沖液，1mM，pH=7.4中，然后將溶液在室溫下攪拌4h使膠束穩定，之后將溶液透析三天以完全除去體系中的DMF溶劑，得到PCL-b-PAsp聚合物膠束PM；2）將100μL5mg/mLAgNO3溶液在冰水浴攪拌下逐滴緩慢加入到PCL-b-PAsp聚合物膠束PM，在黑暗環境下輕輕攪拌30min后，快速加入100μL15mg/mL新鮮NaBH4溶液，溶液迅速變色，繼續攪拌4h，然后透析兩天得到PM-Ag溶液；3）將1.0mg姜黃素溶解于5mL無水DMF中，并在磁力攪拌下逐滴加入到PM-Ag溶液中，在室溫下攪拌2h后，將溶液透析兩天以除去體系中的DMF，最終得到同時負載納米銀和姜黃素的聚合物膠束PM-Ag-Cur。3.權利要求2所述的制備方法，其特征在于聚環己內酯-b-聚天冬氨酸（PCL-b-PAsp）的制備步驟如下：1）將0.16gN-(叔丁氧羰基)乙醇胺（1mmol）和10.0gε-CL（87.8mmol）加入到干燥的50mL茄形瓶中混合，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉鑒峰，黃帆，劉金劍，張玉民，高陽，褚麗萍，楊麗軍，任春華，
申請(專利權)人：中國醫學科學院放射醫學研究所，
類型：發明
國別省市：天津,12