本發(fā)明屬于生物醫(yī)用材料，具體涉及一種金屬有機(jī)框架導(dǎo)電抗菌纖維及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、近些年來(lái)，經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和日益增長(zhǎng)的可穿戴醫(yī)療設(shè)備需求，對(duì)環(huán)境友好型材料和具有抗菌功能的可穿戴醫(yī)療新型便攜式裝置提出了新的要求?？纱┐髟O(shè)備具有輕量化、與生物體相匹配的柔性和靈活性等優(yōu)點(diǎn)，在日常生活和醫(yī)療診斷中具有廣泛的應(yīng)用。然而，目前可穿戴設(shè)備存在的抗菌功能不足等問(wèn)題，以及醫(yī)學(xué)治療領(lǐng)域抗生素的濫用導(dǎo)致耐藥細(xì)菌的產(chǎn)生。因此，開(kāi)發(fā)非抗生素型的廣譜新型抗菌材料，用于可穿戴設(shè)備的自供能抗菌治療具有廣泛應(yīng)用前景。

2、在新型材料中，金屬有機(jī)框架（mof）由中心金屬和有機(jī)配體自組裝而成，是一種具有周期性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的晶體有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化材料。作為一種新型多孔材料，mof具有比表面積大、孔隙率高、結(jié)構(gòu)可控和可生物降解的特點(diǎn)，使它們?cè)趥鞲?、催化、藥物傳遞、抗菌和其他生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域中展現(xiàn)出巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

3、近年來(lái)新功能mof(如導(dǎo)電型mof(c-mofs))的不斷研發(fā)為新型抗菌材料和可穿戴醫(yī)療設(shè)備提供了新的機(jī)會(huì)。氧化應(yīng)激通常會(huì)導(dǎo)致氧化和抗氧化的不平衡，會(huì)破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)并擾亂新陳代謝。通過(guò)產(chǎn)生有毒的ros，包括超級(jí)陰離子自由基(o2??)、羥基自由基(?oh)、過(guò)氧化氫(h2o2)和單線態(tài)氧(1o2)是殺死細(xì)菌的重要策略。由于c-mofs可調(diào)節(jié)的金屬-配體結(jié)構(gòu)、超高比表面和高導(dǎo)電性，可用于在2e-orr反應(yīng)中作為促進(jìn)h2o2和ros產(chǎn)生的電極催化劑。此外，c-mofs具有的和傳統(tǒng)mof類(lèi)似的高比表面積、可調(diào)的孔隙度和靈活的骨架可以作為抗菌藥物的有效遞送載體，有助于和電催化產(chǎn)h2o2和ros協(xié)同抗菌，能夠顯著提高抗菌效果。綜上，如何構(gòu)建一種金屬有機(jī)框架（mof）導(dǎo)電抗菌纖維，并將將金屬有機(jī)框架（mof）導(dǎo)電抗菌纖維用于制備導(dǎo)電抗菌布料是目前研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本申請(qǐng)主要提供了一種金屬有機(jī)框架導(dǎo)電抗菌纖維，具體通過(guò)以下技術(shù)手段得以實(shí)現(xiàn)：

2、一種金屬有機(jī)框架導(dǎo)電抗菌纖維的制備方法，包括以下步驟：

3、s1、將碳纖維分散在包含有2,3,6,7,10,11-六羥基三苯和一水合乙酸銅的溶劑中，水熱反應(yīng)，得到預(yù)處理碳纖維；

4、s2、將預(yù)處理碳纖維放在含有百里酚有機(jī)溶液中浸漬，得到金屬有機(jī)框架導(dǎo)電抗菌纖維。

5、作為優(yōu)選，步驟s1中，2,3,6,7,10,11-六羥基三苯和一水合乙酸銅的摩爾比為1:（1～2）。

6、作為優(yōu)選，步驟s1中，所述溶劑包含二甲基甲酰胺和水，所述二甲基甲酰胺與水的體積比為1:（5～20）。作為進(jìn)一步優(yōu)選，所述二甲基甲酰胺與水的體積比為1:10。

7、作為優(yōu)選，步驟s1中，水熱反應(yīng)條件為溫度80~90℃，時(shí)間8~16?h。作為進(jìn)一步優(yōu)選，所述水熱反應(yīng)條件為溫度85?℃，時(shí)間12h。

8、作為優(yōu)選，步驟s2中，百里酚有機(jī)溶液中，百里酚濃度為10~50?mg/ml。作為進(jìn)一步優(yōu)選，浸漬的時(shí)間為3~6h。

9、一種金屬有機(jī)框架導(dǎo)電抗菌纖維，使用上述任一項(xiàng)所述制備方法制備得到。

10、上述金屬有機(jī)框架導(dǎo)電抗菌纖維在抗菌中的應(yīng)用，包含有對(duì)金屬有機(jī)框架導(dǎo)電抗菌纖維進(jìn)行通電處理的步驟。

11、作為優(yōu)選，所述菌包括大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和白色念珠菌中的一種或幾種。

12、一種復(fù)合材料，包含上述的金屬有機(jī)框架導(dǎo)電抗菌纖維和基材。

13、作為優(yōu)選，所述基材包括天然纖維、合成纖維中的一種或幾種。所述金屬有機(jī)框架導(dǎo)電抗菌纖維通過(guò)粘接、編織和縫制的方法固定在基材上。

14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請(qǐng)具有以下有益效果：

15、本申請(qǐng)通過(guò)對(duì)混合的碳纖維、六羥基三苯和銅離子進(jìn)行水熱反應(yīng)，可以在碳纖維表面規(guī)則的形成有cu-hhtp六棱柱狀晶體。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)數(shù)次洗滌，cu-hhtp六棱柱狀晶體依舊穩(wěn)定的附著在碳纖維表面，不易脫落，可見(jiàn)金屬有機(jī)框架導(dǎo)電抗菌纖維整體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性更高。進(jìn)一步的，通過(guò)浸漬方法，百里酚可以有效的負(fù)載在cu-hhtp六棱柱狀晶體的表面及空腔中，因此在該種纖維的使用周期內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)抗菌的緩釋效果，進(jìn)而與cu-hhtp導(dǎo)電抗菌相配合，提高抗菌的持久性及效能。

16、本申請(qǐng)通過(guò)將cu-hhtp和百里酚負(fù)載在碳纖維表面，利用碳纖維自身的高導(dǎo)電性，彌補(bǔ)了百里酚不導(dǎo)電的不足。通過(guò)這一設(shè)計(jì)，最終制備出的金屬有機(jī)框架導(dǎo)電抗菌纖維保留了材料整體的導(dǎo)電性，在通電的情況下能夠產(chǎn)生過(guò)氧化氫和活性氧物種，與百里酚相配合，實(shí)現(xiàn)廣譜的抗菌性能，避免傳統(tǒng)抗生素導(dǎo)致耐藥細(xì)菌的產(chǎn)生等問(wèn)題。

17、此外，通過(guò)將本申請(qǐng)的金屬有機(jī)框架導(dǎo)電抗菌纖維固定在穿戴式設(shè)備的材料上，可以根據(jù)細(xì)菌和真菌感染的程度和大小定制不同面積和抗菌效果的導(dǎo)電抗菌布料，這為可穿戴醫(yī)療設(shè)備的個(gè)性化定制提供了解決方案。

技術(shù)特征：

1.一種金屬有機(jī)框架導(dǎo)電抗菌纖維的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬有機(jī)框架導(dǎo)電抗菌纖維的制備方法，其特征在于，步驟s1中，2,3,6,7,10,11-六羥基三苯和一水合乙酸銅的摩爾比為1:（1～2）。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬有機(jī)框架導(dǎo)電抗菌纖維的制備方法，其特征在于，步驟s1中，所述溶劑包含二甲基甲酰胺和水，所述二甲基甲酰胺與水的體積比為1:（5～20）。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬有機(jī)框架導(dǎo)電抗菌纖維的制備方法，其特征在于，步驟s1中，水熱反應(yīng)條件為溫度80~90℃，時(shí)間8~16?h。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬有機(jī)框架導(dǎo)電抗菌纖維的制備方法，其特征在于，步驟s2中，百里酚有機(jī)溶液中，百里酚濃度為10~50?mg/ml。

6.一種金屬有機(jī)框架導(dǎo)電抗菌纖維，其特征在于，使用權(quán)利要求1～5任一項(xiàng)所述制備方法制備得到。

7.權(quán)利要求6所述的一種金屬有機(jī)框架導(dǎo)電抗菌纖維在抗菌中的應(yīng)用，其特征在于，包含有對(duì)金屬有機(jī)框架導(dǎo)電抗菌纖維進(jìn)行通電處理的步驟。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用，其特征在于，所述菌包括大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和白色念珠菌中的一種或幾種。

9.一種復(fù)合材料，其特征在于，包含權(quán)利要求6所述的金屬有機(jī)框架導(dǎo)電抗菌纖維和基材。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種復(fù)合材料，其特征在于，所述基材包括天然纖維、合成纖維中的一種或幾種。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于生物醫(yī)用材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種金屬有機(jī)框架導(dǎo)電抗菌纖維及其制備方法與應(yīng)用。本申請(qǐng)方法合成的金屬有機(jī)框架導(dǎo)電抗菌纖維具有廣譜抗菌性能，可用于制備導(dǎo)電抗菌布料，適用于不同嚴(yán)重程度的細(xì)菌和真菌感染。這種金屬有機(jī)框架導(dǎo)電抗菌纖維可以避免傳統(tǒng)抗生素引起的耐藥性問(wèn)題，是一種非抗生素型抗菌材料。在通電條件下，可通過(guò)ROS氧化損傷和藥物協(xié)同作用殺菌。此外，金屬有機(jī)框架導(dǎo)電抗菌纖維可以固定在各種布料上，根據(jù)感染情況定制抗菌效果，為可穿戴醫(yī)療設(shè)備提供個(gè)性化解決方案。

技術(shù)研發(fā)人員：孫華鳳,王瑋,王煜棋
受保護(hù)的技術(shù)使用者：杭州市第三人民醫(yī)院（杭州市惠民醫(yī)院、浙江中醫(yī)藥大學(xué)附屬杭州第三醫(yī)院）
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/18