一种载抗坏血酸的纳米材料及其制备方法与应用与流程

本发明涉及医疗纳米制剂，尤其涉及一种载抗坏血酸的纳米材料及其制备方法与应用。

背景技术：

1、根据世界卫生组织(who)的数据，全球每年有数百万人因细菌感染而死亡。其中，医院感染导致的死亡占据相当大的比例。根据一项对美国医院感染数据的分析，每年约有超过75000名患者死于医院感染，而在发展中国家，这一数字可能更高。抗生素是临床治疗和预防感染的主要手段。但是，随着抗生素的广泛应用和不当使用，细菌耐药性不断增加，导致原本有效的抗生素对某些细菌失效，限制了治疗选择，增加了治疗难度和风险。

2、纳米技术具有独特的优势，包括较大的比表面积、特殊的物理化学性质等，可以用于制备具有抗菌活性的纳米材料。但是，目前研发的抗菌纳米佐剂主要是基于外场响应或者锌、银、铜、硫等元素。前者无法响应细菌感染微环境，即使有效杀死细菌；后者可能对细胞也产生较大毒性，生物安全性存疑。另外一方面，针对骨感染问题，所制备的纳米佐剂还需要具有一定的调控损伤部位的免疫反应以及干细胞分化行为能力，从而达到加速骨修复的目的。因此，需要设计可以主动响应细菌微环境，且安全有效的纳米佐剂，同时该纳米佐剂还可以调控骨免疫促进骨修复。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种载抗坏血酸的纳米材料及其制备方法与应用。本发明提出构建层间负载抗坏血酸的镁铁层状双氢氧化物纳米佐剂。抗化血酸、镁离子、铁离子都是生物安全性非常好的物质。通过铁离子在酸性和有氧环境下可以与抗坏血酸发生促氧化反应，生成羟基自由基，从而杀死细菌。同时这三种物质还能调控免疫微环境和干细胞行为，加速骨修复。

2、为了实现上述目的，一种载抗坏血酸的纳米材料，化学式为mg10fe3.8(oh)25.89(c6h7o6)4.24，其中fe原子包括33.3％的fe2+与66.7％的fe3+。

3、一种载抗坏血酸的纳米材料的制备方法，包括以下步骤：

4、步骤一，分别制备镁源溶液及铁源溶液，所述镁源溶液包括氯化镁、硝酸镁、硫酸镁中的至少一种，所述铁源溶液包括氯化铁、硝酸铁、硫酸铁中的至少一种；

5、步骤二，将镁源溶液、铁源溶液与抗坏血酸钠混合，并加入氢氧化钠溶液将混合液ph调节至碱性；

6、步骤三，将混合液放入干燥箱中，在60℃以上的条件下，反应时间为2h以上；

7、步骤四，将反应后的混合液放入离心机中离心，然后加入去离子水，并超声分散，随后再放入离心机中离心，去上清液；

8、步骤五，将步骤四获得的产物放入真空干燥箱中干燥。

9、优选的，所述镁源溶液为氯化镁溶液，所述铁源溶液为绿化铁溶液，步骤一在溶液配置过程中，用去离子水分别配置0.6mol/l的氯化镁溶液及0.2mol/l的氯化铁溶液。化学式为mg2++fe3++c6h7o6-→mg10fe3.8(oh)25.89(c6h7o6)4.24

10、优选的，所述抗坏血酸钠溶液为176mg/l，所述氯化镁溶液、氯化铁溶液、抗坏血酸钠溶液的摩尔质量比为30:10:1。

11、优选的，步骤二中所述氢氧化钠溶液为0.1mol/l，混合液调节后的ph值为9.5。

12、优选的，步骤三中将混合液倒入聚四氟乙烯反应釜内，并放入不锈钢外衬，在80℃的电热鼓风干燥箱中反应4小时。

13、优选的，步骤四中将混合液放入10000g的离心机中离心10分钟，去上清液，然后加入去离子水，并超声分散，随后再在10000g的离心机中离心10分钟，去上清液。

14、一种载抗坏血酸的纳米材料的应用，所述载抗坏血酸的纳米材料在骨感染或者其它临床感染中的应用。

15、优选的，所述负载抗坏血酸纳米材料在酸性和含氧环境下mg10fe3.8(oh)25.89(c6h7o6)4.24产生羟基自由基、me2+、fe2+、fe3+、c6h7o6-。以下抗坏血酸离子c6h7o6-用asch-代替，分解的化学式为：

16、在fe3+的催化下，发生反应asch-+o2→asc·-+ho2·

17、asc·-+fe3+→dha+fe2+

18、asc·-+o2→dha+o2·-

19、fe2++ho2·+h+→fe3+-+h2o2

20、fe2++h2o2→fe3++·oh

21、asc·-的化学式为c6h7o6·-，其分子结构为

22、dha为脱氢抗坏血酸，其化学式为c6h6o6，分子结构为

23、

24、优选的，通过活性氧(也就是羟基自由基·oh)对细菌造成氧化应激损伤，从而杀死细菌，羟基自由基对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等细菌具有良好的杀灭作用；镁离子和铁离子是生物活性离子，在骨中也大量存在，提供这两种离子可以直接促进骨修复过程；镁离子，也是一种常见的骨免疫调控离子，能够诱导巨噬细胞向抗炎的m2型极化，然后m2型巨噬细胞分泌il-4，il-10，arg等促组织修复的因子，从免疫的角度加速骨修复，镁离子还可以诱导骨髓干细胞向成骨方向分化。

25、与现有技术相比，本发明的有益效果是；

26、本发明所涉及的纳米制剂是由水热一步法完成的，其工艺简单，有利于大规模生产。其次，所使用的原材料只有镁盐、铁盐和抗坏血酸钠，所有试剂都是常规的安全试剂，方便购买，价格低廉，因此制备安全且经济实惠。最后，经本发明制备的层间载抗坏血酸的镁铁层状双氢氧化物，能够响应细菌酸性微环境，产生羟基自由基，杀死细菌，还能通过释放的镁离子、铁离子和抗坏血酸调控免疫反应，促进骨干细胞的成骨分化，使用与临床细菌感染，特别是骨相关感染的治疗。

1.一种载抗坏血酸的纳米材料，其特征在于，化学式为mg10fe3.8(oh)25.89(c6h7o6)4.24，其中fe原子包括33.3％的fe2+与66.7％的fe3+。

2.根据权利要求1所述的一种载抗坏血酸的纳米材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种载抗坏血酸的纳米材料的制备方法，其特征在于，所述镁源溶液为氯化镁溶液，所述铁源溶液为绿化铁溶液，步骤一在溶液配置过程中，用去离子水分别配置0.6mol/l的氯化镁溶液及0.2mol/l的氯化铁溶液。

4.根据权利要求3所述的一种载抗坏血酸的纳米材料的制备方法，其特征在于，所述抗坏血酸钠溶液为176mg/l，所述氯化镁溶液、氯化铁溶液、抗坏血酸钠溶液的摩尔质量比为30:10:1。

5.根据权利要求1所述的一种载抗坏血酸的纳米材料的制备方法，其特征在于，步骤二中所述氢氧化钠溶液为0.1mol/l，混合液调节后的ph值为9.5。

6.根据权利要求1所述的一种载抗坏血酸的纳米材料的制备方法，其特征在于，步骤三中将混合液倒入聚四氟乙烯反应釜内，并放入不锈钢外衬，在80℃的电热鼓风干燥箱中反应4小时。

7.根据权利要求1所述的一种载抗坏血酸的纳米材料的制备方法，其特征在于，步骤四中将混合液放入10000g的离心机中离心10分钟，去上清液，然后加入去离子水，并超声分散，随后再在10000g的离心机中离心10分钟，去上清液。

8.根据权利要求1所述的一种载抗坏血酸的纳米材料的应用，其特征在于，所述载抗坏血酸的纳米材料在骨感染或者其它临床感染中的应用。

9.根据权利要求8所述的一种载抗坏血酸的纳米材料的应用，其特征在于，所述负载抗坏血酸纳米材料在酸性和含氧环境下mg10fe3.8(oh)25.89(c6h7o6)4.24产生羟基自由基、me2+、fe2+、fe3+、c6h7o6-。

10.根据权利要求9所述的一种载抗坏血酸的纳米材料的应用，其特征在于，羟基自由基对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等细菌具有良好的杀灭作用；me2+、fe2+、fe3+促进骨修复过程；me2+可以调控巨噬细胞向抗炎方向极化，诱导骨髓干细胞向成骨方向分化。