[發明專利]一種鈰基納米復合材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202110403492.9
• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號: CN113134108A
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 杜亞平;翟欣昀;張萌真
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: A61L15/18
• 分類號: A61L15/18;A61L15/28;A61L15/42;A61L15/44;G01N21/64;G01N21/84
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本發明公開了一種鈰基納米復合材料及其制備方法，其包括預處理步驟和將鈰離子與碳量子點和/或天然高分子進行復合的步驟。本發明的鈰基納米復合材料可以包括含鈰碳量子點納米復合材料和/或鈰離子交聯海藻酸鈉小球。本發明的鈰基納米復合材料可以應用于傷口愈合中，同時具有促進傷口愈合以及抗菌和熒光等多重特性。

技術領域

本發明屬于復合生物材料技術領域，具體涉及一種鈰基納米復合材料及其制備方法和生物應用。

背景技術

傷口愈合一般可分為四個相互交叉的過程，即止血、炎癥、增殖和細胞外基質重塑。止血是皮膚損傷后的第一個階段，之后傷口部位便產生炎癥反應，目的是通過胞吞作用阻止傷口免受細菌感染、清除受損細胞和其它碎片，這個過程可以有效抑制細菌增殖，從而加快傷口愈合過程。然而，傷口附近常常會產生過度的炎癥反應，產生過量的活性氧物種，引起氧化應激現象。體內的氧化應激會引發細胞氧化損傷，阻礙細胞增殖，最終延緩傷口愈合。因此，引入具有活性氧清除能力，且具有良好生物相容性的抗氧化生物材料是加快傷口部位由炎癥期向增殖期轉歸的有效方法。

鈰是地球上含量最豐富的稀土元素，因其出色的抗氧化性質，已被廣泛應用在生物醫學材料領域。氧化鈰納米粒子中存在豐富的氧空位，氧空位的形成和遷移會導致三、四價鈰離子之間的可逆轉換，這賦予了鈰出色的自由基捕獲性質和多種類酶性質，如超氧化物歧化酶、過氧化氫酶和超氧自由基捕獲性質。這種出色的抗氧化性質已被應用于加速傷口愈合、減緩炎癥階段以及促進皮膚形成細胞的增殖和遷移。然而，氧化鈰納米粒子只能分散而非溶于水中，這限制了其生物應用，因此開發水溶性的鈰基復合納米材料更有利于應用于傷口修復，具有更大的臨床應用前景。

碳量子點作為一種新興的零維碳材料，具有良好的生物相容性、激發波長依賴的熒光性質和出色的光穩定性，被廣泛用作生物醫學材料。近年來，稀土摻雜的碳量子點復合材料引起了研究者們的濃厚興趣，因其同時結合了稀土的特性和碳量子點出色的水溶性和光學性質，是生物醫學領域新興的多功能復合材料。此外，天然高分子材料如海藻酸鈉、明膠、殼聚糖、葡聚糖等，具有與生物體的相容性、多功能性和可降解性，將鈰與其進行結合，可以進一步拓展鈰在生物醫學中的應用。因此，開發一類既具有促進傷口愈合和抗菌功能，又具有出色的生物相容性和熒光性質的鈰基納米復合材料，可有效彌補傳統氧化鈰納米粒子水溶性方面的不足，并實現多功能應用，在臨床上具有更大的應用潛力。

發明內容

本發明的目的是提供一種鈰基納米復合材料。

本發明還提供了上述鈰基納米復合材料的制備方法。

本發明所采用的技術方案是：發明人構思了一種鈰基納米復合材料，將具有抗氧化性的鈰與具有良好生物相容性的碳量子點或天然高分子材料結合起來，可用于減輕傷口部位的炎癥反應，有效促進傷口愈合。其中，含鈰碳量子點納米復合材料的粒徑范圍為2至4nm，在300至410nm激發下可發射藍色熒光，可用于細胞成像，此外，碳量子點在紫外光激發下具有抗菌性質，這使得該復合納米材料在傷口修復中具有多功能應用潛力。

優選的，本發明含鈰碳量子點在濃度為50μg/mL時具有最佳的抗氧化效果。

優選的，本發明含鈰碳量子點發射出藍色熒光的最大激發波長為359nm。

優選的，本發明含鈰碳量子點在300至410nm激發下可發射藍色熒光。

優選的，本發明含鈰碳量子點發射出藍色熒光的最大發射波長為433nm。

本發明的多功能抗菌消炎含鈰碳量子點納米復合材料的制備方法，以六水合硝酸鈰為鈰源，檸檬酸為碳源，乙二胺為鈍化劑，采用水熱法，合成了含鈰碳量子點納米復合材料，包括如下步驟：

步驟1：將一定配料比的鈰鹽和檸檬酸溶解于去離子水中，加入一定量的乙二胺，形成混合溶液，室溫下攪拌30至60分鐘，使溶液混合均勻；