[发明专利]一种同时负载纳米银和姜黄素的纳米抗菌剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种同时负载纳米银和姜黄素的纳米抗菌剂及其制备方法与应用。以两亲性嵌段共聚物PCL‑b‑PAsp自组装形成的聚合物胶束作为纳米载体，利用其亲水性壳层中PAsp链段的负电性吸附带正电的Ag⁺离子并通过还原剂将其原位还原成纳米银，再利用疏水性的内核PCL包裹天然无毒的抗菌成分姜黄素，从而形成同时负载纳米银和姜黄素的聚合物胶束，用于增强抗菌活性。本发明的纳米抗菌剂对铜绿假单胞菌和金黄色葡萄球菌均有很好的协同抗菌效率。其制备简单，原料具有良好的生物相容性和生物可降解性，并且价廉易得，容易向临床方向转化。与单独负载纳米银或姜黄素相比，对致病细菌展现出很好的协同杀灭效果，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于纳米生物医药材料领域，涉及一种同时负载纳米银和姜黄素的纳米抗菌剂的制备方法及其在增强抗菌活性中的应用。

背景技术

近年来，多药耐药细菌的快速出现已成为一个日益严重的全球性问题，世界卫生组织将其认定为人类健康的三大威胁之一。因此，探索具有良好安全性和强抗菌活性且不会产生细菌耐药性的新抗菌剂是当务之急。为此，人们广泛研究了各种抗菌材料，如抗菌肽、阳离子聚合物、碳基纳米材料、聚合物和无机纳米粒子，以提高抗菌性能。然而，单一疗法已不足以完全应对复杂的细菌感染。例如，医生常会使用两种或更多种抗菌药物来增加对结核分支杆菌患者的治疗效果。因此，对新型高效的联合治疗的开发正成为治疗细菌感染的关键。

被普遍用于消费产品的银纳米粒子，由于其广谱抗菌活性、有限的细菌耐药性和对哺乳动物细胞相对较低的毒性，被认为是最好的抗菌剂之一。银纳米粒子可以增加细菌膜的通透性，从而渗透到细菌的细胞质中，使其蛋白变性并干扰DNA复制，最终导致细菌死亡。因此，研究者们做出了巨大努力，通过将银纳米粒子与常规抗生素（如氨苄青霉素、青霉素G、红霉素、卡那霉素和万古霉素等）结合，以实现针对革兰氏阴性和革兰氏阳性菌的协同抗菌效果。然而，这些方法也可能存在一些问题，如银纳米粒子的聚集、较高的成本以及抗生素的副作用等。

大量研究表明，使用适当的载体材料，包括季铵化合物、二氧化硅纳米粒子、氧化石墨烯、碳纳米管和聚合物结构，可以有效负载银纳米粒子并阻止其急剧降低抗菌效率的聚集。在各种各样可选择的模板中，由两亲性嵌段共聚物自组装形成的聚合物胶束是一个值得推荐的银纳米粒子载体，因为它具有多功能性可调的组成和在生物医药应用中独特的优势。此外，聚合物胶束也为同时递送不同治疗药物提供了机会。

姜黄素是一种天然多酚化合物，可以从草本植物姜黄的根茎中提取。它是一种高效、无毒、廉价的药物，具有广泛的生物活性，如抗癌、抗HIV、抗氧化、抗炎和抗菌。近期研究表明，当姜黄素结合其它试剂（包括乳铁蛋白，N-乙酰半胱氨酸和抗生素）使用时，它可以发挥协同抗菌的效果。但因姜黄素水溶性差、生物利用度低，其临床发展极其有限。幸运的是，聚合物胶束可以作为合适的纳米载体克服这些问题。因此，利用聚合物胶束制备一种同时负载纳米银和姜黄素的纳米抗菌剂是一种非常具有前途联合抗菌方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种同时负载纳米银和姜黄素的聚合物胶束及其制备方法。并对本发明用于发挥纳米银和姜黄素的协同抗菌能力进行评估。

本发明的聚合物胶束体系将具备以下一些优势：1）能够克服纳米银自身容易聚集的缺点，提高其在水体系中的分散性和稳定性；2）提高疏水性姜黄素在水中的溶解性和生物利用度；3）组成聚合物胶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）同时负载纳米银和姜黄素，能够根据两者的不同机制发挥协同抗菌的作用，增强抗菌效果；5）价廉易得的原料可以为以后的实际应用提供方便。

为实现上述目的，本发明公开了如下的技术内容：