示踪型时效调控降解抗菌金团簇水凝胶及其构建方法和应用

本发明属于新型抗菌策略的开发领域，具体涉及示踪型时效调控降解抗菌金团簇水凝胶及其构建方法和应用。

背景技术：

1、感染根管的清理消毒是再生性牙髓治疗的核心环节，彻底消毒可以为牙髓组织再生创造良好的微环境。感染根管内生物膜及代谢产物的残留抗原，不利于干细胞的增殖和分化，使组织无法进行再生修复。目前临床上使用的三联抗生素糊剂(triple anibioticpaste,tap)/二联抗生素糊剂(double antibiotic paste,dap)虽然具有良好的抗菌活性，但高浓度的药物暴露对根尖干细胞产生一定的毒性。而浓度为1mg/ml的二联抗生素(double antibiotic,da)具有相对良好的生物相容性，但其液态形式导致其在根管内作用时间短，限制了临床应用的范围。理想的根管消毒药物应具备的条件包括：有效的广谱杀菌作用，良好的生物相容性，能促进干细胞增殖分化，可进行药物示踪，为实现对药物的精准控释还应具有特异性响应释放、时效调控药物释放等特性。这些特性可以在根管消毒过程中实现靶点控释、长效抗菌、降低高浓度药物的毒副作用，定位药物的同时提高药物的利用率，并为干细胞的分化和组织的修复提供有利的微环境。目前研发的药物载体虽然具有良好的生物相容性，但载体自身缺乏可精准控释和药物示踪等特性。本研究通过将金团簇与抗生素组装，探讨构建具有生物降解性、控释、x线成像示踪及良好组织相容性的新型抗菌金团簇水凝胶，为临床上进行再生性牙髓治疗提供新的根管消毒策略。

技术实现思路

1、解决的技术问题：鉴于目前临床使用的具有相对良好抗菌性能和生物相容性的二联抗生素为溶液形式，在根管感染内作用时间短，因此本发明提供一种示踪型时效调控降解抗菌金团簇水凝胶及其构建方法和应用。研究利用金团簇与二联抗生素结合，在微量水触发下构建新型抗菌金团簇水凝胶，该水凝胶具有高溶胀率、水/酶双响应降解、交联时效控释和x射线成像功能。以上性能不仅有利于药物充盈不规则根管，并直接作用于根管壁上的微生物，还可以响应不同炎症程度下释放的炎性组织液量和蛋白酶浓度，自适应地靶向调控水凝胶中药物的释放的速率。除此之外，在实现长效抗菌同时，定位药物的位置并监测药物释放的情况。不仅如此，抗菌金团簇还可以消除根管内、根管壁上的游离菌和生物膜，并渗透至牙本质小管杀菌。杀菌的同时，还可以促进干细胞的增殖和分化。

2、技术方案：示踪型时效调控降解抗菌金团簇水凝胶的构建方法，步骤为：按如下比例添加，将1mg的二联抗生素粉末与1-10mg的金纳米团簇粉末(au ncs)，充分混匀后加入10-15μl水，离心静置，制得水凝胶；所述二联抗生素粉末为甲硝唑:环丙沙星按质量比1:1的混合物。

3、优选的，上述离心转速为10000rpm。

4、优选的，上述金纳米团簇粉末与水比例为1:(2-12)，金纳米团簇粉末与二联抗生素质量比为5:1。

5、上述金纳米团簇粉末的制备方法为：向浓度为10mg/ml的bsa溶液中加入5mm浅黄色的haucl4溶液，随后滴加0.5m naoh溶液，合成金团簇前体，bsa、haucl4和naoh的体积比为2:2:0.5；室温下避光反应12h后成功合成金团簇，并冻干研磨成粉末。

6、上述构建方法制得的示踪型时效调控降解抗菌金团簇水凝胶。

7、上述示踪型时效调控降解抗菌金团簇水凝胶在制备再生性牙髓治疗中根管感染控制产品中的应用。

8、上述示踪型时效调控降解抗菌金团簇水凝胶在制备抗菌和促进组织修复和再生作用产品中的应用。

9、有益效果：本发明通过微量水触发金团簇和二联抗生素自主装构建抗菌金团簇水凝胶。证实构建的抗菌金团簇水凝胶具有优异的溶胀率、水/酶双响应降解、交联时效控释和x射线成像等特性。同时证实其具有良好的抗菌性能和促进细胞增殖和分化的性能。通过动物实验证实其在动物体内对根管内感染和根尖炎症控制的有效性。

1.示踪型时效调控降解抗菌金团簇水凝胶的构建方法，其特征在于，步骤为：按如下比例添加，将1mg的二联抗生素粉末与1-10mg的金纳米团簇粉末，充分混匀后加入10-15μl水，离心静置，制得水凝胶；所述二联抗生素粉末为甲硝唑:环丙沙星按质量比1:1的混合物。

2.根据权利要求1所述构建方法，其特征在于，所述离心转速为10000rpm。

3.根据权利要求1所述构建方法，其特征在于，所述金纳米团簇粉末与水比例为1:（2-12），金纳米团簇粉末与二联抗生素质量比为5:1。

4.根据权利要求1所述构建方法，其特征在于，所述金纳米团簇粉末的制备方法为：向浓度为10mg/ml的bsa溶液中加入5mm浅黄色的haucl4溶液，随后滴加0.5 m naoh溶液，合成金团簇前体，bsa、haucl4和naoh的体积比为2:2:0.5；室温下避光反应12h后成功合成金团簇，并冻干研磨成粉末。

5.权利要求1-4任一所述构建方法制得的示踪型时效调控降解抗菌金团簇水凝胶。

6.权利要求5所述示踪型时效调控降解抗菌金团簇水凝胶在制备再生性牙髓治疗中根管感染控制产品中的应用。

7.权利要求5所述示踪型时效调控降解抗菌金团簇水凝胶在制备抗菌和促进组织修复和再生作用产品中的应用。