[go: up one dir, main page]

CN115400226A - 一种同时具有抗菌抗炎功能的ZIF-8@Rutin纳米复合材料及其制备方法以及应用 - Google Patents

一种同时具有抗菌抗炎功能的ZIF-8@Rutin纳米复合材料及其制备方法以及应用 Download PDF

Info

Publication number
CN115400226A
CN115400226A CN202211043003.4A CN202211043003A CN115400226A CN 115400226 A CN115400226 A CN 115400226A CN 202211043003 A CN202211043003 A CN 202211043003A CN 115400226 A CN115400226 A CN 115400226A
Authority
CN
China
Prior art keywords
zif
rutin
nanoparticles
antibacterial
nanocomposite
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202211043003.4A
Other languages
English (en)
Inventor
李雪
夏晓敏
王楠
孙振龙
闫顺杰
李佃华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Weigaozhi Interventional Medical Device Technology Shandong Co ltd
Weigao Holding Co ltd
Qingdao University
Original Assignee
Weigaozhi Interventional Medical Device Technology Shandong Co ltd
Weigao Holding Co ltd
Qingdao University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Weigaozhi Interventional Medical Device Technology Shandong Co ltd, Weigao Holding Co ltd, Qingdao University filed Critical Weigaozhi Interventional Medical Device Technology Shandong Co ltd
Priority to CN202211043003.4A priority Critical patent/CN115400226A/zh
Publication of CN115400226A publication Critical patent/CN115400226A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/70—Carbohydrates; Sugars; Derivatives thereof
    • A61K31/7042—Compounds having saccharide radicals and heterocyclic rings
    • A61K31/7048—Compounds having saccharide radicals and heterocyclic rings having oxygen as a ring hetero atom, e.g. leucoglucosan, hesperidin, erythromycin, nystatin, digitoxin or digoxin
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K33/00—Medicinal preparations containing inorganic active ingredients
    • A61K33/24—Heavy metals; Compounds thereof
    • A61K33/30—Zinc; Compounds thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/50—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates
    • A61K47/69—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit
    • A61K47/6949—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit inclusion complexes, e.g. clathrates, cavitates or fullerenes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P17/00—Drugs for dermatological disorders
    • A61P17/02—Drugs for dermatological disorders for treating wounds, ulcers, burns, scars, keloids, or the like
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P29/00—Non-central analgesic, antipyretic or antiinflammatory agents, e.g. antirheumatic agents; Non-steroidal antiinflammatory drugs [NSAID]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P31/00—Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
    • A61P31/02—Local antiseptics
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P31/00—Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
    • A61P31/04—Antibacterial agents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y5/00—Nanobiotechnology or nanomedicine, e.g. protein engineering or drug delivery
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G83/00—Macromolecular compounds not provided for in groups C08G2/00 - C08G81/00
    • C08G83/008—Supramolecular polymers

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Communicable Diseases (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Oncology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Pain & Pain Management (AREA)
  • Rheumatology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)

Abstract

本发明提供了一种同时具有抗菌抗炎功能的ZIF‑8@Rutin纳米复合材料，由ZIF‑8纳米颗粒与芦丁制备得到。本发明采用的ZIF‑8纳米颗粒作为载体，其中，Zn2+作为ZIF‑8的金属有机配体对局部伤口的愈合也起到关键作用：锌(Zn)缺乏的伤口通常会经历较慢的愈合时间。锌还可以作为金属蛋白的辅助因子，通过增强再上皮化，在细胞外基质的再生过程中起着重要的作用。与金属银相比，金属锌更容易获取，成本更低。同时，本发明使用从植物中分离出来的天然抗炎药物芦丁可以是消除ZIF‑8纳米颗粒释放出的过多的活性氧，降低炎症反应，促进伤口生长，促进伤口愈合过程。

Description

一种同时具有抗菌抗炎功能的ZIF-8@Rutin纳米复合材料及 其制备方法以及应用
技术领域
本发明属于医药技术领域，具体涉及一种同时具有抗菌抗炎功能的ZIF-8@Rutin纳米复合材料及其制备方法以及应用。
背景技术
目前，在国际医学领域中，伤口感染是临床上面临的普遍问题。伤口的愈合是一个复杂的、高度调控的生物学过程，在健康的个体中，一个小的切口机体往往会在一定水平的炎症上通过严格协调细胞迁移、神经支配和血管生成，促进伤口的愈合。但在一些外界不可抗的因素作用下，如机体的增龄性变化，肥胖、糖尿病和心血管疾病的发生，都会延缓伤口的愈合。重要的是，伤口愈合面临的最大的挑战是伤口感染，抗生素的应用是预防和治疗伤口感染的重要措施。但是，抗生素的不合理应用能够产生一些副作用，如全身给药造成的过敏、胃肠道反应等不良反应，最为致命的是耐药菌的出现，将感染伤口的治疗提升到了另一个高度，耗费医疗资源，增加患者痛苦。目前，临床上抗生素仍然在被过度使用和滥用，进而危及人类的健康。因此，研制一种不具有副作用且不会产生耐药性的新型药物是非常重要和有价值的。
纳米材料纳米酶在抗菌领域备受人们关注。沸石咪唑酯骨架-8(ZIF-8)是由配体2-甲基咪唑与过渡金属离子Zn2+自组装而形成的十二面体配位化合物。ZIF-8凭其孔道结构规则、大的比表面积、化学稳定性、修饰方便及合成简单等优异的特性被广泛应用于催化、吸附，尤其是药物传递等领域。ZIF-8被广泛应用于抗菌治疗的一个重要原因是ZIF-8在水溶液中不稳定，会发生水解反应释放Zn离子以发挥杀菌活性。众所周知金属纳米材料中的有机配体金属离子会释放出活性氧(ROS)从而使得金属纳米材料具备一定的细胞毒性，活性氧(ROS)作为炎症细胞因子信号的细胞次级信使，会诱导局部炎症反应的加重，延迟伤口的愈合。近年来，ZIF-8作为药物载体负载各种抗菌药物的研究有很多，但是没有相关报道能有一种可以清除掉ZIF-8在杀菌过程中释放出的多余的活性氧、降低其细胞毒性还同时具有抗炎性的药物。所以如何使ZIF-8在发挥体内抗菌的基础上同时具备消炎性能是一个需要解决的问题。
芦丁是天然的黄酮类化合物，具有广泛的重要药理功能，包括抗癌、抗炎、抗菌和抗氧化功能。芦丁优异的的抗氧化活性可以清除ZIF-8结构崩塌时释放出的多余ROS，减少对细胞的损伤，但是芦丁的溶解度限制了其生物利用率，包裹芦丁载体的报道众多，如何使芦丁与ZIF-8复合纳米颗粒结合并同时具有抗菌抗炎性能目前尚未有研究报道。
因此，本领域的技术人员致力于开发一种新的ZIF-8复合纳米颗粒制备方法并可以负载适用于抗菌抗炎治疗的功能材料。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供同时具有抗菌抗炎功能的ZIF-8@Rutin纳米复合材料及其制备方法以及应用，本发明提供的纳米复合材料可以在局部感染伤口中，通过ZIF-8结构的崩塌，释放出有效分子发挥抗菌消炎作用，减少感染的发生，促进伤口的愈合。
本发明提供了一种同时具有抗菌抗炎功能的ZIF-8@Rutin纳米复合材料，由ZIF-8纳米颗粒与芦丁制备得到。
优选的，所述ZIF-8纳米颗粒与芦丁的质量比为1:1。
优选的，所述ZIF-8纳米颗粒的粒径为40±3nm，所述ZIF-8@Rutin纳米复合材料的粒径为62±3nm。
优选的，所述ZIF-8纳米颗粒具有十二面体形态；所述ZIF-8@Rutin纳米复合材料为一次颗粒团聚而成的二次颗粒。
本发明还提供了一种上述纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：
A)在密闭条件下，将ZIF-8纳米颗粒与芦丁在有机溶剂中混合搅拌，进行反应，得到反应产物；
或者，在密闭条件下，在制备ZIF-8纳米颗粒过程中，加入芦丁，混合搅拌，进行反应，得到反应产物；
B)在密闭条件下，将所述反应产物在加热的条件下静置后离心分离，得到粗产物；
C)将所述粗产物洗涤后干燥，进行粉碎，得到ZIF-8@Rutin纳米复合材料。
优选的，所述ZIF-8纳米颗粒按照如下方法进行制备：
1)将六水硝酸锌与2-甲基咪唑分别溶于甲醇中，得到锌离子甲醇溶液和2-甲基咪唑甲醇溶液；
2)将锌离子甲醇溶液和2-甲基咪唑甲醇溶液通过混合搅拌、静置、离心、洗涤和烘干得到白色粉末状ZIF-8。
优选的，所述ZIF-8纳米颗粒与芦丁的质量比为1:1。
优选的，所述有机溶剂选自甲醇。
优选的，所述加热的条件的温度为50℃～55℃。
本发明还提供了一种上述纳米复合材料在制备具有抗菌消炎功效以及促进伤口愈合的药物中的应用。
与现有技术相比，本发明提供了一种同时具有抗菌抗炎功能的ZIF-8@Rutin纳米复合材料，由ZIF-8纳米颗粒与芦丁制备得到。本发明采用的ZIF-8纳米颗粒作为载体，其中，Zn2+作为ZIF-8的金属有机配体对局部伤口的愈合也起到关键作用：锌(Zn)缺乏的伤口通常会经历较慢的愈合时间。锌还可以作为金属蛋白的辅助因子，通过增强再上皮化，在细胞外基质的再生过程中起着重要的作用。与金属银相比，金属锌更容易获取，成本更低。同时，本发明使用从植物中分离出来的天然抗炎药物芦丁可以是消除ZIF-8纳米颗粒释放出的过多的活性氧，降低炎症反应，促进伤口生长，促进伤口愈合过程。
附图说明
图1为ZIF-8的扫描(SEM)电镜图；
图2为ZIF-8的投射(TEM)电镜图；
图3为ZIF-8的粒子分布图；
图4为合成的ZIF-8@RUTIN纳米颗粒的透射电镜图；
图5为合成的ZIF-8@RUTIN纳米颗粒的粒子分布图；
图6为ZIF-8和ZIF-8@RUTIN纳米颗粒的XRD图；
图7为ZIF-8和ZIF-8@RUTIN纳米颗粒的FTIR图；
图8为ZIF-8@Rutin(30μg mL-1)，芦丁(40μg mL-1)和ZIF-8@Rutin(40μg mL-1)在24小时内对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的代谢活性的抑制行为；
图9为大肠杆菌和金黄色葡萄球菌单种生物膜的CFU计数统计图；
图10为两种细菌的生物膜结构的透射电镜图；
图11为ZIF-8@RUTIN纳米颗粒的抑制巨噬细胞炎症图；
图12为ZIF-8@RUTIN纳米颗粒体内杀菌抗炎动物实验图。
具体实施方式
本发明提供了一种同时具有抗菌抗炎功能的ZIF-8@Rutin纳米复合材料，由ZIF-8纳米颗粒与芦丁制备得到。
在本发明中，所述ZIF-8纳米颗粒与芦丁的质量比为1:1。
所述ZIF-8纳米颗粒的粒径为40±3nm，所述ZIF-8@Rutin纳米复合材料的粒径为62±3nm。
所述ZIF-8纳米颗粒具有十二面体形态；所述ZIF-8@Rutin纳米复合材料为一次颗粒团聚而成的二次颗粒，具有“花朵样”形态。
本发明还提供了一种上述纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：
A)在密闭条件下，将ZIF-8纳米颗粒与芦丁在有机溶剂中混合搅拌，进行反应，得到反应产物；
或者，在密闭条件下，在制备ZIF-8纳米颗粒过程中，加入芦丁，混合搅拌，进行反应，得到反应产物；
B)在密闭条件下，将所述反应产物在加热的条件下静置后离心分离，得到粗产物；
C)将所述粗产物洗涤后干燥，进行粉碎，得到ZIF-8@Rutin纳米复合材料。
在本发明中，所述ZIF-8纳米颗粒按照如下方法进行制备：
1)将六水硝酸锌与2-甲基咪唑分别溶于甲醇中，得到锌离子甲醇溶液和2-甲基咪唑甲醇溶液；
2)将锌离子甲醇溶液和2-甲基咪唑甲醇溶液通过混合搅拌、静置、离心、洗涤和烘干得到白色粉末状ZIF-8。
具体的，六水硝酸锌与2-甲基咪唑的质量比为0.74:3.28。
步骤2)中，所述混合搅拌为在密封条件下混合搅拌，混合搅拌的温度为常温条件，搅拌时间为4小时。
搅拌完成后，在50℃～55℃的条件下进行静置。
本发明对所述离心分离的具体方法并没有特殊限制，本领域技术人员公知的方法即可。
所述洗涤采用甲醇洗涤。
本发明对所述烘干的具体方法并没有特殊限制，本领域技术人员公知的方法即可。
得到ZIF-8纳米颗粒后，在密闭条件下，将ZIF-8纳米颗粒与芦丁在有机溶剂中混合搅拌，进行反应，得到反应产物。
或者，在密闭条件下，在制备ZIF-8纳米颗粒过程中，加入芦丁，混合搅拌，进行反应，得到反应产物；
其中，所述ZIF-8纳米颗粒与芦丁的质量比为1:1。所述有机溶剂选自甲醇。
在密闭条件下，将所述反应产物在加热的条件下静置后离心分离，得到粗产物；所述加热的条件的温度为50℃～55℃。
最后，将所述粗产物洗涤后干燥，进行粉碎，得到ZIF-8@Rutin纳米复合材料。本发明对所述洗涤、干燥和粉碎的具体方法并没有特殊限制，本领域技术人员公知的方法即可。
本发明还提供了一种上述纳米复合材料在制备具有抗菌消炎功效以及促进伤口愈合的药物中的应用。
ZIF-8中的金属离子配位体带有正电荷，与芦丁(Rutin)结构中的羟基(-OH)存在静电吸附作用，可以有效的将芦丁吸附在ZIF-8表面，形成ZIF-8@Rutin复合纳米颗粒。由于ZIF-8的水解性，在接触到人体体液时伴随着ZIF-8结构的崩塌释放出大量的Zn2+、2-甲基咪唑有机配体和游离的芦丁，三者同时且协同发挥抗菌作用。游离的金属离子携带的正电荷提高了ZIF-8材料的亲脂性，从而增加了ZIF-8与细菌细胞膜的相容性和细菌细胞膜的通透性以杀死细菌。此外，与细菌表面的静电引力效应允许抗菌剂靶向细菌表面。这些双重效应的结合可以有效提高抗菌效率。同时，Zn2+携带的ROS的释放通过参与细菌生物膜和核酸代谢的合成以及其他重要活动来实现杀菌效果。
本发明的技术效果如下：
(1)本发明使用有机溶剂相，利用混合溶剂磁力搅拌法快速且高效地制备粒径分布均一、结晶度高且形貌规整的更小分子的ZIF-8纳米颗粒；
(2)本发明通过化学静电吸附原理将芦丁分子和金属阳离子相互作用增加功能分子负载量，负载于ZIF-8纳米颗粒表面，不需要额外的步骤，实验过程便捷高效，且药物负载率比可观。
(3)利用ZIF-8在水中不稳定的特性，伴随着ZIF-8载体结构的崩塌，释放出的金属阳离子通过与细菌表面形成静电吸附，达到靶向杀菌效果。同时将消炎药物芦丁负载入伤口内，起到消除多余的ROS抗炎的效果。ZIF-8复合纳米颗粒在体内感染部位的有效富集，制备得到的ZIF-8复合纳米颗粒可用于体内局部感染的抗炎、抗菌和促进伤口愈合的治疗一体化。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的同时具有抗菌抗炎功能的ZIF-8@Rutin纳米复合材料及其制备方法以及应用进行说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
实施例1
沸石咪唑酯骨架材料(ZIF-8)的制备
1.称取0.74g(2.5mmol)的Zn(NO3)2·6H2O溶于20mL甲醇中搅拌，使其充分溶解。
2.称取3.28g(40mmol)的2-甲基咪唑添溶于80ml甲醇中搅拌，使其充分溶解。
3.将Zn(NO3)2·6H2O溶液与2-甲基咪唑溶液混合，并将烧杯口用封口膜密封，置于恒温磁力搅拌器上常温下搅拌4h。
4.50℃将混合溶液静置1h，9500rpm下离心15min进行分离。将粗产物用甲醇洗涤三次，60℃烘干过夜，研磨后得到白色的固体粉末为ZIF-8。
复合纳米材料ZIF-8@Rutin的制备
方法(1)：ZIF-8:RUTIN(质量比)1：1在甲醇中密封搅拌12h合成。50℃将混合溶液密封静置1h，9500rpm下离心15min进行分离。将粗产物用甲醇洗涤三次，60℃真空烘干过夜，研磨后得到淡黄色的固体粉末ZIF-8@RUTIN颗粒。
方法(2)：在合成ZIF-8时加入2.5mmol(1.525g)Rutin一起常温下密封搅拌4h，50℃将混合溶液密封静置1h，9500rpm下离心15min进行分离。将粗产物用甲醇洗涤三次，60℃真空烘干过夜，研磨后得到淡黄色的固体粉末ZIF-8@RUTIN颗粒。
产物表征与性能测定
(1)电镜检测
图1和图2分别是ZIF-8的扫描(SEM)和透射(TEM)电镜，所有纳米颗粒大小粒子分布较均匀，尺寸在40±3nm(如图3所示)，且具有规则的十二面体形态。如图4，合成的ZIF-8@RUTIN纳米颗粒透射电镜下具有“花朵样”形态，粒子直径较ZIF-8单分子明显增大，62±3nm左右(图5)，可能是Rutin分子由于静电吸附作用形成的复合纳米颗粒，因为有静电吸附所以易团簇，吸附在ZIF-8粒子表面。
(2)X-射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱分析(FTIR)
图6，7通过XRD和FTIR分析，研究了ZIF-8和ZIF-8@rutin纳米颗粒的结构性质。ZIF-8的XRD模式、FTIR与之前报道的ZIF-8结构数据吻合，说明利用ZIF-8负载芦丁之后并没有改变原有ZIF-8的结构。而ZIF-8@rutin纳米颗粒的XRD峰高有所降低可能是因为负载芦丁之后检测到的晶体化程度较ZIF-8低。
由图7通过红外光谱在2943.80和2958.68cm-1处(A点)的吸收峰分别属于甲基和咪唑环中C-H键的伸缩振动峰。在1429.42cm-1处(B点)出现了咪唑环上的C＝N键伸缩振动峰，在426.78cm-1处(D点)出现了Zn-N的伸缩振动峰。在我们的样品中没有发现属于N-H…N氢键(2696.86)的吸收峰和2-甲基咪唑中N-H键(1429.42cm-1)的振动吸收峰，这表明在合成体系中2-甲基咪唑可以完全去质子化，可以制备出纯相的ZIF-8。
(3)ZIF-8@Rutin复合纳米颗粒的抗菌性能测试：
将一定浓度的细菌培养液(大肠杆菌菌株代表革兰阴性菌、金黄色葡萄球菌株代表革兰阳性菌)分别与分散有ZIF-8@Rutin复合纳米颗粒的培养液(对照组)和培养液(空白组)共孵育24h，取出10μL各样品用PBS稀释106倍，取20μL稀释液于LB固体培养基上进行铺板，37℃恒温培养12h。随后记录培养板上菌落数量，对比实验组和空白组的抗菌效果，实验组均抗菌性均优于空白组。
ZIF-8@Rutin(30μg mL-1)，芦丁(40μg mL-1)和ZIF-8@Rutin(40μg mL-1)在24小时内对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的代谢活性的抑制行为以及大肠杆菌和金黄色葡萄球菌单种生物膜的CFU计数统计参见图8和图9。图8为ZIF-8@Rutin(30μg mL-1)，芦丁(40μg mL-1)和ZIF-8@Rutin(40μg mL-1)在24小时内对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的代谢活性的抑制行为。图9为大肠杆菌和金黄色葡萄球菌单种生物膜的CFU计数统计图。不同的字母表示彼此组显着不同的值(n＝6，p<0.05)
由图可知，对于这两种病原体，ZIF-8NPs组的CFU计数显着降低，大肠杆菌组比对照组减少3倍，金黄色葡萄球菌减少6倍(p<0.001)。与对照组相比，芦丁作为抗菌剂的效果明显低于ZIF-8组，但在统计学上仍然不同。重要的是，尽管与ZIF-8NPs相比，ZIF-8@RutinNPs的抗菌性能较差，但它们的CFU计数仍存在显着差异。ZIF-8NPs的抗菌性能因芦丁负载而略有下降，但新型ZIF-8@Rutin NPs仍具有足够的杀菌能力。
透射电子显微镜(图10)可视化了两种细菌的生物膜结构被不同材料改变。正常的金黄色葡萄球菌和大肠杆菌具有完整的细胞壁和光滑的细胞膜，边缘清晰。相比之下，用ZIF-8@Rutin处理的细菌具有不完整的膜，甚至塌陷，表明ZIF-8@Rutin复合纳米颗粒具有优异的杀菌效果。
(4)ZIF-8@Rutin复合纳米颗粒的体外实验
将一定浓度的细胞(L969)分别与分散有ZIF-8@Rutin复合纳米颗粒的培养液(对照组)和普通培养液(空白组)共培养检测ZIF-8@Rutin的细胞毒性。结果显示，ZIF-8@Rutin在40μg mL-1内具有生物相容性。在ZIF-8中掺杂Rutin显著提高了细胞活力，降低了细胞毒性。这可能是由于芦丁具有抗氧化和清除ROS的特性。
使用小鼠巨噬细胞(RAW264.7)作为体外炎症模型通过定量靶向M1表型巨噬细胞相关细胞因子(IL-1β，IL-6和TNF-α)和M2表型巨噬细胞相关细胞因子(IL-10，Arg-1和TGF-β)来评估ZIF-8@Rutin NP的抗炎特性。结果显示，ZIF-8@Rutin在体内抑制了M1表型巨噬细胞的相关因子的表达，促进了M2表型巨噬细胞相关细胞因子的表达(图11)。
(5)ZIF-8@Rutin复合纳米颗粒的体内实验
通过将100μL金黄色葡萄球菌悬浮液(1×106CFU mL-1)滴在小鼠背部直径为5mm的全层圆形伤口上来建立体外炎症模型。将小鼠的背部伤口滴加PBS作为阳性对照(n＝5)。炎症模型成功建立后，用ZIF-8@Rutin的敷料治疗感染的伤口以密封伤口。在建立炎症模型后0，2，4，6，8，10d记录不同实验组小鼠背部伤口的愈合区域。对比实验组和对照组的治疗效果，实验组小鼠背部伤口愈合速度明显快于对照组，且感染症状消失。最后，在第10天切除小鼠背部伤口周围的所有组织，H&E染色和Masson染色的结果观察到了实验组组织的再上皮化、胶原纤维的沉积明显多于对照组，炎症细胞的浸润明显少于对照组。对于ZIF-8@Rutin的抗炎作用，免疫组织化学染色和免疫荧光染色量化了皮肤组织中炎症相关细胞因子的表达。经ZIF-8@Rutin治疗的小鼠组织中，TNF-α作为典型的促炎因子含量明显高于对照组，Arg-1作为典型的抗炎因子含量明显低于对照组，确定ZIF-8@Rutin纳米复合材料在体内的优异的抗炎能力(图12)。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种同时具有抗菌抗炎功能的ZIF-8@Rutin纳米复合材料，其特征在于，由ZIF-8纳米颗粒与芦丁制备得到。
2.根据权利要求1所述的纳米复合材料，其特征在于，所述ZIF-8纳米颗粒与芦丁的质量比为1:1。
3.根据权利要求1所述的纳米复合材料，其特征在于，所述ZIF-8纳米颗粒的粒径为40±3nm，所述ZIF-8@Rutin纳米复合材料的粒径为62±3nm。
4.根据权利要求1所述的纳米复合材料，其特征在于，所述ZIF-8纳米颗粒具有十二面体形态；所述ZIF-8@Rutin纳米复合材料为一次颗粒团聚而成的二次颗粒。
5.一种如权利要求1～4任意一项所述的纳米复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A)在密闭条件下，将ZIF-8纳米颗粒与芦丁在有机溶剂中混合搅拌，进行反应，得到反应产物；
或者，在密闭条件下，在制备ZIF-8纳米颗粒过程中，加入芦丁，混合搅拌，进行反应，得到反应产物；
B)在密闭条件下，将所述反应产物在加热的条件下静置后离心分离，得到粗产物；
C)将所述粗产物洗涤后干燥，进行粉碎，得到ZIF-8@Rutin纳米复合材料。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述ZIF-8纳米颗粒按照如下方法进行制备：
1)将六水硝酸锌与2-甲基咪唑分别溶于甲醇中，得到锌离子甲醇溶液和2-甲基咪唑甲醇溶液；
2)将锌离子甲醇溶液和2-甲基咪唑甲醇溶液通过混合搅拌、静置、离心、洗涤和烘干得到白色粉末状ZIF-8。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述ZIF-8纳米颗粒与芦丁的质量比为1:1。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂选自甲醇。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述加热的条件的温度为50℃～55℃。
10.一种如权利要求1～4任意一项所述的纳米复合材料在制备具有抗菌消炎功效以及促进伤口愈合的药物中的应用。
CN202211043003.4A 2022-08-29 2022-08-29 一种同时具有抗菌抗炎功能的ZIF-8@Rutin纳米复合材料及其制备方法以及应用 Pending CN115400226A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211043003.4A CN115400226A (zh) 2022-08-29 2022-08-29 一种同时具有抗菌抗炎功能的ZIF-8@Rutin纳米复合材料及其制备方法以及应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211043003.4A CN115400226A (zh) 2022-08-29 2022-08-29 一种同时具有抗菌抗炎功能的ZIF-8@Rutin纳米复合材料及其制备方法以及应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115400226A true CN115400226A (zh) 2022-11-29

Family

ID=84161411

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211043003.4A Pending CN115400226A (zh) 2022-08-29 2022-08-29 一种同时具有抗菌抗炎功能的ZIF-8@Rutin纳米复合材料及其制备方法以及应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115400226A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118717977A (zh) * 2024-08-30 2024-10-01 山东第二医科大学 一种具备双重响应性的纳米药物Zn-AIP-RES-ICG的制备和应用
CN119174753A (zh) * 2024-09-11 2024-12-24 南通大学 一种zif-8@tg在制备用于预防和治疗肌肉萎缩相关疾病的药物或组合药物中的应用

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110545793A (zh) * 2018-01-22 2019-12-06 北京茵诺医药科技有限公司 用于靶向活化cd44分子的金属框架化合物纳米载体递送系统、其制备方法和用途

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110545793A (zh) * 2018-01-22 2019-12-06 北京茵诺医药科技有限公司 用于靶向活化cd44分子的金属框架化合物纳米载体递送系统、其制备方法和用途

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KHALED ABOUAITAH等: "Anti-inflammatory and antioxidant effects of nanoformulations composed of metal-organic frameworks delivering rutin and/or piperine natural agents", 《DRUGDELIVERY》, vol. 28, no. 1, 31 December 2021 (2021-12-31), pages 1478 - 1495 *
XUE LI等: "Novel nanoparticles of cerium-doped zeolitic imidazolate frameworks with dual benefits of antibacterial and anti-inflammatory functions against periodontitis", 《J. MATER. CHEM. B》, no. 7, 3 October 2019 (2019-10-03), pages 6955 - 6971 *
YING ZHANG等: "Two methods for constructing ZIF-8 nanomaterials with good bio compatibility and robust antibacterial applied to biomedical", 《JOURNAL OF BIOMATERIALS APPLICATIONS》, vol. 36, no. 6, 23 August 2021 (2021-08-23), pages 1042 - 1054 *
杨诗宇等: "芦丁药理作用与新剂型的研究进展", 《现代应用药学》, vol. 39, no. 10, 31 May 2022 (2022-05-31), pages 1360 - 1370 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118717977A (zh) * 2024-08-30 2024-10-01 山东第二医科大学 一种具备双重响应性的纳米药物Zn-AIP-RES-ICG的制备和应用
CN119174753A (zh) * 2024-09-11 2024-12-24 南通大学 一种zif-8@tg在制备用于预防和治疗肌肉萎缩相关疾病的药物或组合药物中的应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Chen et al. Rapid hemostasis accompanied by antibacterial action of calcium crosslinking tannic acid-coated mesoporous silica/silver Janus nanoparticles
Luo et al. An NIF-doped ZIF-8 hybrid membrane for continuous antimicrobial treatment
CN103920153A (zh) 一种壳聚糖修饰的pH响应性载药缓控释材料及其制备方法
CN115400226A (zh) 一种同时具有抗菌抗炎功能的ZIF-8@Rutin纳米复合材料及其制备方法以及应用
CN102716082B (zh) 一种头孢西丁钠脂质体注射剂
CN110721318A (zh) 一种双硫仑纳米颗粒及其制备方法和用途
CN113440503A (zh) 超长效可控缓释介孔-透明质酸杂化靶向抗菌纳米材料及其制备方法、用途
CN105497087A (zh) 负载三七纳米氧化锌缓释凝胶及其制备方法和应用
KR102360781B1 (ko) 염증완화용 하이드로콜로이드 패치
CN112807443B (zh) 一种多重协同的抗菌纳米前药
CN113209359B (zh) 一种烷基化壳聚糖止血微胶囊及其制备方法
CN110604822B (zh) 一种磁性抗菌纳米系统及其制备方法
CN120078744A (zh) 一种纳米颗粒自组装行为的中药材抗菌成分复配方法
CN119302918A (zh) 一种具有介导微环境用于类风湿性关节炎治疗的核壳结构纳米粒子及制备方法
CN118845730A (zh) 一种用于清除衰老细胞的纳米制剂及其制备方法与应用
CN113527769B (zh) 杜仲多糖纳米银的合成方法、合成的杜仲多糖纳米银及其应用
CN115710355A (zh) 一种生物靶向型多孔木质素基纳米粒子及其制备方法和应用
CN100502881C (zh) 可降解聚合物载柔红霉素纳米微球及其制备方法
CN120420282A (zh) 一种纳米复合材料的制备方法及其在促进细菌感染性伤口愈合中的应用
CN113304275A (zh) 一种二氢杨梅素修饰dna药物递送系统、纳米载药系统及制备方法和应用
CN121197438A (zh) 快速杀菌及促进糖尿病伤口愈合的纳米制剂及其制备方法
CN116870188B (zh) 一种靶向治疗药物及其制备方法
US11730824B2 (en) Drug-releasing compositions of metal oxide semiconductor nanomaterials and hemostatic polymers
CN114129571B (zh) 一种基于金属-有机共组装的无载体纳米药物及其制备与应用
CN113768899B (zh) 一种胶体果胶铋胶囊及制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20221129