[发明专利]一种多功能无机纳米胶水及其制备方法

说明书

本发明提供了一种多功能无机纳米胶水及其制备方法，在溶剂中加入浓度为0.2～50％wt/v的可降解纳米颗粒；可降解纳米颗粒为含有二硫键的元素掺杂介孔硅纳米粒SS‑MSN或元素掺杂的介孔生物活性玻璃MBG；溶剂包括但不局限于超纯水、PBS或细胞培养基。本发明制备的胶水具有良好生物相容性，与生物组织粘结强度高，可生物降解，能够实现抗菌、抗炎、调控ROS、促血管化等多种功能，加速伤口愈合，可应用的生物医药领域包括但不限于皮肤、口腔、内脏、肠道、脑膜的粘合和修复。

技术领域

本发明涉及一种纳米胶水及其制备方法，用于解决现有组织粘合剂生物功能单一问题，属于生物材料技术领域。

背景技术

随着“创伤美容”时代的到来，人们不仅要求伤口能快速闭合，还要求消除疤痕。传统的美容线缝合能在最大程度上降低疤痕，但会消耗外科医生大量的时间。近十年来，组织粘合剂的出现有望解决上述问题，能够有效替代手术缝合线或缝合钉用于无张力伤口的粘结，即先利用可吸收缝合线进行皮下缝合消除伤口张力，再用组织粘合剂替代手术缝合线粘结表层皮肤，可有效消除疤痕。与手术缝合线相比，组织粘合剂具有操作简便、减少疼痛、降低感染率、创伤较小、手术时间短等优点，可以直接用于伤口的密封，以代替缝合线及缝合钉。但目前已报导的组织粘合剂(如Biomaterials,2005,26:6233-6241.ScienceTranslational Medicine.2017,9:eaai7466.公开的氰基丙烯酸酯类、聚乙烯醇类、纤维蛋白类等)均存在细胞毒性、过度膨胀、感染率高等风险。纳米胶水是最近发展起来的一种以无机纳米粒子实现生物组织粘结的组织粘结剂。基于应力释放和能量耗散原理，目前已报道的无机纳米胶水(如Angewandte Chemie International Edition,2014,53:6369-6373.Nanoscale,2017,9(24):8418-8426.公开的二氧化硅、氧化锌、氧化钛、氧化铁纳米粒等)虽具备一定的伤口闭合功能，但因其不可生物降解进而在器官富集造成器官毒性等原因，限制了其在临床上的应用。

介孔二氧化硅纳米颗粒(MSN)具有合成方法简单、有序的介孔结构、较大的表面积、易于功能化修饰、优良的细胞相容性等优点，可被用作药物输送载体。而MSN骨架有序，更适合掺杂金属离子，实现对其骨架的改性。相比药物分子与载体材料之间比较的弱结合力(静电吸附、范德瓦尔斯力、氢键等)，掺杂离子与硅氧骨架间共价结合力更强，不仅能有效防止离子突释、延长离子作用时间，且释放的离子对局部微环境的影响较小。另外，在MSN中掺杂/负载的过程无需考虑离子失活问题，且制备过程简单可控、产量较高。但目前已报道的MSN不可降解限制了其进一步的应用。因在制备的过程中引入二硫键可赋予MSN生物降解功能，多元素掺杂介孔硅纳米粒可通过各元素的协同释放实现多种生物功能，如银具有广谱杀菌性、铜和锌可以促进血管生成、锶可调控免疫、硒可抑制肿瘤、铈可以调控ROS、钽可X光和CT成像等。关于可降解MSN的多元素掺杂及其作为纳米胶水用于多种组织粘合修复的应用研究尚未见报道。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种元素掺杂可降解硅基纳米胶水，具有良好生物相容性，与生物组织粘结强度高，可生物降解，可通过一种或多种金属元素的释放实现抗菌、抗炎、调控ROS、促血管化等多种功能，还可通过负载功能肽或药物，进而加速伤口愈合，能够用于皮肤、口腔、内脏、肠道、脑膜等部位。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种多功能无机纳米胶水，包括浓度为0.2～50％wt/v的可降解纳米颗粒和溶剂；可降解纳米颗粒为含有二硫键的元素掺杂介孔硅纳米粒SS-MSN或元素掺杂的介孔生物活性玻璃MBG；溶剂包括但不局限于超纯水、PBS或细胞培养基。

所述可降解纳米颗粒的粒径为10nm～100um，介孔尺寸为2～50nm，孔隙率为30～98％，猪皮组织粘合强度为20～1000J/cm²。

所述的MBG中，Si含量为30～90％wt/wt，Ca含量为1～50％wt/wt，P含量小于30％wt/wt。