[发明专利]一种纳米银复合聚合物抗菌胶束及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米银复合聚合物抗菌胶束及其制备方法，属于高分子化学、生物医学工程和生物医用材料领域。

背景技术

细菌无处不在，并在一定条件下生长、繁殖，甚至变异，不仅会引起各种材料的分解、变质和腐败，还会危害人类的健康。因此，如何有效地抑制细菌的生长和繁殖具有重要的现实意义。在众多的抗菌剂中，银系抗菌剂具有广谱、高效及不易产生耐药性等优点，广泛地运用于各种抗菌场合。银系抗菌剂主要分为银离子抗菌剂和银单质抗菌剂。目前市场上有多种银离子抗菌剂产品，如山宁泰Sanitized产品、TRA公司Silpure、陶氏SilvaDur?ET等产品都有广泛的使用。银单质抗菌剂也受广泛的关注。据统计，在全球范围内，有超过250种消费产品使用了银单质抗菌剂。

然而，无论是银离子还是单质银抗菌剂均存在许多不足之处。例如，银离子具有水溶性，在溶液中容易流失，从而降低其局部浓度；其次，银离子化学性质较活泼，对光和热敏感，易发生氧化反应，也导致其抗菌和杀菌性能下降。另外，人体内存在大量的蛋白质和氨基酸，银离子容易与巯基（-SH），氨基（-NH₂）形成配位键，使蛋白质凝固，破坏细胞合成酶的活性，产生一定的毒性。银单质存在一个难以忽视的缺点，即银单质抗菌剂易发生团聚，释放银的速率较慢，抗菌效果不如银离子抗菌剂。

针对银离子在水溶液中易流失、易氧化、毒性大等问题，目前常通过静电相互作用或配位键将银离子负载在基质材料上，基质材料多采用天然高分子和合成高分子材料。也可将银离子还原为单质银颗粒，增加银系抗菌材料的稳定性。与微米或更大尺寸的单质银相比，纳米银处于固体和分子之间的“介态”，比表面积极大，具有表面效应、小尺寸效应和宏观隧道效应，具备超强的抗菌能力。公开号为CN 101278896A的中国专利申请公开了一种壳聚糖纳米银凝胶剂，具有抗菌效果好、药效持续时间长、无耐药性、对组织有修复功能等优点。

聚合物胶束是一种基于两亲性聚合物链段在溶液中亲疏水链段性质不同自组装形成具有“核-壳”结构的聚集体。组成胶束的聚合物分子随着外界的pH、温度、磁场、电场、光和氧化还原等条件的变化会发生相应的形态、结构或组成上的变化，从而可赋予胶束优异的生物化学性能和应用发展潜力。聚合物胶束常用于纳米药物载体的的构建。聚合物胶束作为负载银颗粒的基质材料用于生物体内抗菌、杀菌用途也具有独特的优势：胶束具有极低的临界胶束浓度（通常为10^-6 M），经静脉稀释后，仍能在较低浓度下稳定存在；胶束尺寸极小，渗透性强，能穿透生物体组织杀死深层的细菌；胶束具有“核-壳”结构，核层多为亲水层，能有效地避免蛋白质吸附，延长体内循环时间，同时也避免了纳米银发生氧化及团聚。当嵌段共聚物中引入具有温度敏感性的链段时，在聚合物胶束具备天然被动靶向功能的同时，还赋予了其主动靶向给药功能。公开号为CN102671201A的中国专利申请公开了一种制备纳米银修饰聚合物胶束的方法，使用具有一定温度和pH敏感性的两亲性嵌段聚合物聚氧乙烯-聚（甲基丙烯酸二甲胺基乙酯-丙烯酸叔丁酯-丙烯酸）（PEO-b-P(DMA-stat-tBA-stat-AA)）自组装所形成的聚合物胶束为载体，银离子通过静电相互作用吸附到胶束内核的丙烯酸结构单元侧链羧基上，经硼氢化钠还原，在胶束内核原位生成纳米银颗粒，有效地避免了纳米银颗粒的团聚问题，同时具有良好的抗菌杀菌效果。

通过银离子或银单质与聚合物配体基团之间的配位键，将银离子负载在基质材料上是本发明的理论依据。氮、氧原子含有孤对电子，可提供给银离子空轨道，形成银-氧和银-氮的金属配位键。公开号为CN103588931A的中国专利申请公开了一种温度响应性纳米银复合水凝胶的双原位合成方法，以甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸为单体，N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，聚乙二醇为成孔剂，硝酸银为银离子源，银离子与酰胺键上的氧和氮原子形成配位键，在氮气氛围下合成了温度响应性纳米纳米颗粒复合水凝胶，纳米银粒子均匀分散在水凝胶中，化学交联稳定性好。

发明内容

本发明的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种通过银离子与聚合物的氮、氧原子形成配位键，以硼氢化钠为还原剂，原位还原银离子生成银纳米颗粒，制备具有良好的生物相容性、独特的热响应性、优异的抗菌性能，能够有效抑制、杀灭大肠杆菌等微生物的纳米银复合聚合物抗菌胶束及其制备方法。

本发明的技术方案是这样实现的：