[发明专利]一种静电纺复合纳米纤维材料及其制备方法和应用

说明书

本发明属于生物医用高分子材料技术领域，公开了一种静电纺复合纳米纤维材料及其制备方法和应用。具体将纳米银、黑磷加入溶剂中共孵育后得到纳米银/黑磷共混液；同时将载体溶于溶剂中得到载体溶液；再将纳米银/黑磷共混液与载体溶液共混得到纺丝液；最后将纺丝液进行纺丝处理得到复合纳米纤维材料。本发明制备的复合纳米纤维材料细胞毒性较低，血液相容性良好，抗菌性能优异，对伤口有良好的愈合与治疗效果，可作为新型医用抗菌支架材料，在医用材料领域以及临床上具有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于生物医用高分子材料领域，具体涉及一种静电纺复合纳米纤维材料及其制备方法和应用。

背景技术

细菌感染是威胁人类健康的重大问题，细菌耐药性的增加更是为医疗保健带来了巨大的经济负担。因此，研究和开发具有抗菌性能的新型生物医学材料对临床意义重大。抗生素、纳米粒子和金属离子等多种抗菌剂已被开发出来，以有效治疗各种细菌感染。纳米银(AgNPs)因其广谱抗菌活性和对各种细菌、病毒和真菌的强大抗菌效果而备受关注(Adv Healthc Mater. 2018, 7(13), e1701503)。AgNPs的主要通过溶解释放Ag⁺，释放的Ag⁺可增加细菌细胞膜的通透性，产生活性氧，最终导致细菌裂解和死亡。然而，过量使用AgNPs会导致人体的银毒性，如胃肠道紊乱、痉挛，甚至致命死亡。此外，裸露的AgNPs在与细菌接触时容易聚集，导致抗菌活性降低甚至消除。为了通过增加Ag⁺释放量来提高AgNPs的抗菌活性，研究人员将AgNPs制备成不同尺寸、形状和表面涂层等，但效果并不理想。

近年来，光热转化材料的研究取得了显著的进展。值得注意的是，近红外(700-1000nm)对组织穿透较深，副作用小，适合临床使用。黑磷(BP)作为二维材料家族中的一颗新星，凭借优越的近红外(NIR)照射光吸收和光热转换能力(Adv Sci, 2020, 7(19),2001431)，在光热治疗中得到了广泛的应用。在近红外照射下，BP可以将光能转化为热能，从而加速分子(如Ag⁺)的运动，既实现了Ag⁺的可控长期释放，又达到了增强低浓度AgNPs抗菌性能的目的。同时，BP在人体内容易被生物降解为无毒的磷酸盐离子，具有良好的生物相容性。

聚己内酯(PCL)是一种来源于可再生植物资源的热塑性聚脂材料，其具有良好的生物可降解性，生物相容性，和抗拉强度及延展度等，从而被广泛应用于生物医学材料领域。通过静电纺丝技术制备得到的单纯聚己内酯膜具有类似细胞外基质的仿生结构，为了赋予其更优异的性能，需要将其作为载体添加功能性的分子基团等，才可能制备得到更具有实用性和功能性的新型材料。目前纳米银、黑磷和聚己内酯在生物医学材料学领域内的应用还未得到充分的发挥，且有关制备静电纺聚己内酯/纳米银/黑磷复合纳米纤维的报道还未见到。

发明内容

针对现有技术中存在的问题和不足，本发明的目的在于提供一种静电纺复合纳米纤维材料及其制备方法和应用。

基于上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明第一方面提供了一种复合纳米纤维材料的制备方法，包括如下步骤：将纳米银、黑磷加入溶剂中孵育后得到纳米银/黑磷共混液；再将纳米银/黑磷共混液与载体溶液共混得到纺丝液；最后将纺丝液进行纺丝处理得到复合纳米纤维材料。

优选地，所述纳米银/黑磷共混液中纳米银的质量百分比浓度为0.2wt%-4wt%。

更加优选地，所述纳米银的粒径为15-20nm。

优选地，所述纳米银/黑磷共混液中黑磷的质量百分比浓度为0.01wt%-5wt%。

更加优选地，所述黑磷为二维黑磷纳米片。

更加优选地，所述纳米银与黑磷的质量比为1∶（1-1.2）。