一種具有生物相容性的細菌纖維素/膠原復合材料及其制備方法技術

本發明專利技術提供一種具有生物相容性的細菌纖維素/膠原復合材料及其制備方法，其特征在于：所述復合材料是由細菌纖維素、膠原和京尼平為原料制成，所述細菌纖維素、膠原以及京尼平的質量比為：5-200∶0.1-5∶0.1-5。本發明專利技術的優點和有益效果為：具有合成效率高、合成均勻、保留原有BC的結構及性能優勢等特點，此外，通過與成纖維細胞的體外培養發現，這種復合材料具有較好的生物相容性。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及生物醫用領域，尤其是涉及。
技術介紹
在日常生活中，疾病和意外常常導致人體的器官或組織發生病變與損傷。當病變和損傷不能由人體的自身系統進行修復時，就需要借助外界的醫療手段實現。在探索發展醫學工程的過程中，組織工程研究成為當今科研與臨床應用的一大熱點。組織工程包括人工細胞外基質-支架、細胞以及信息因子三大要素，其中，組織工程支架材料的研究是決定組織工程成敗的關鍵因素。目前，人們已經利用自組裝、外置模板、靜電紡絲等方法制備出聚乳酸、殼聚糖、聚乙烯醇等眾多的高分子組織工程支架材料。與上述合成的生物高分子相t匕，細菌纖維素天然納米纖維材料越來越受到人們的重視，被認為可以廣泛應用到醫學領域的仿生納米纖維組織工程支架材料。細菌纖維素因其具有超精細網狀結構、良好的彈性模量和抗張強度、很強的持水能力、良好的透氣性能、較高的生物相容性、適應性和良好的生物可降解性、以及合成時的可調控性等顯著的優點，使其在生物醫用領域中具有十分廣泛的應用潛力，被廣泛應用于人工皮膚、人工血管、硬腦膜、人工軟骨和人工角膜等醫學方面。通過對BC(細菌纖維素)的研究發現，BC被公認為是性能最好、實用價值也較好的纖維素，近年來關于BC的研究和開發應用成為當今新的微生物合成材料的研究熱點之一，在食品、醫學、造紙、紡織、環保、能有等各方面具有廣泛的應用價值，并已在國內外得到了一定的實際應用。隨著研究的深入，可以發現，BC屬于多糖類物質，是一種超微超純的纖維素，與自然界中植物或海藻產生的天然纖維素具有相同的分子結構單元，具有一定的生物活性，但是與生物活性較好的材料(如殼聚糖、明膠、蠶絲蛋白等)相比，其生物活性還不能滿足醫學領域的廣泛應用。因此，為擴展BC在醫學領域的廣泛應用，提高改善其生物活性，在使用過程中通常將BC納米纖維與生物活性大分子復合，獲得具有生物活性的復合支架材料。正是基于這一思想，許多研究報道了 BC基生物復合材料的制備及應用情況，如在皮膚輔料領域具有廣泛應用的BC/殼聚糖復合材料，在骨修復領域具有應用前景的BC/羥基磷灰石復合材料等。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種具有良好生物相容性的細菌纖維素/膠原復合材料。為解決上述技術問題，本專利技術采用的技術方案是一種具有生物相容性的細菌纖維素/膠原復合材料，其特征在于所述復合材料是由細菌纖維素、膠原和京尼平為原料制成，所述細菌纖維素、膠原以及京尼平的質量 比為5_200 O. 1-5 0.1-5。所述細菌纖維素由木醋桿菌發酵制得，然后用堿液和去離子水交替清洗煮沸至乳白色，最后用去離子水洗至中性。所述堿液是質量分數為I %的氫氧化鈉溶液。本專利技術的另一目的在于提供一種具有良好生物相容性的細菌纖維素/膠原復合材料的制備方法，采用的技術方案包括以下步驟(I)取權利要求1所述質量比的細菌纖維素、膠原以及京尼平，將膠原配置成O. 1-5克/升的膠原水溶液，將細菌纖維素置于所述膠原水溶液中，恒溫浸泡，得到纖維膜；(2)將京尼平配置成O. 1-5克/升的京尼平水溶液，將步驟(I)中得到的纖維膜取出，放入所述京尼平水溶液中，恒溫攪拌；(3)攪拌結束后，用去離子水沖纖維膜，然后置于飽和甘氨酸溶液中浸泡，最后再用去離子水反復沖洗，取出后進行滅菌處理，即得細菌纖維素/膠原復合材料。所述細菌纖維素可以為濕態細菌纖維素或冷凍干燥技術制備的干態細菌纖維素。所述步驟(I)中浸泡溫度為低于37°C恒溫浸泡，浸泡過程可攪拌，所述浸泡時間需超過2小時。所述步驟⑵中攪拌溫度為低于37°C恒溫攪拌，所述攪拌時間需超過2小時。本專利技術具有的優點和積極效果是(I)本專利技術首次以京尼平為交聯劑用于細菌纖維素/膠原復合材料的制備，采用京尼平將膠原進行交聯，使膠原包裹在細菌纖維素的每根纖維表面，最終制得細菌纖維素/膠原復合材料。膠原的引入解決 了天然細菌纖維素材料生物活性較低的缺陷，同時保持了精細的微觀網絡結構，有利于細胞的生長、遷移和繁殖，滿足組織工程對支架材料的結構和成分的要求。(2)本專利技術使用京尼平作為細菌纖維素和膠原的交聯劑，京尼平作為天然生物交聯劑，其毒性遠低于戊二醛和其他常用化學交聯劑，生物活性高、安全無毒性。本專利技術使用的原料易得，安全無毒。本專利技術在常壓下即可完成材料制備，工藝簡單，未使用任何有毒藥品，安全無毒性。(3)本專利技術相比于現有的BC/膠原復合材料，具有合成效率高、合成均勻、保留原有BC的結構及性能優勢等特點，此外，通過與成纖維細胞的體外培養發現，這種復合材料具有較好的生物相容性。因此，這種在材料微觀結構、化學組成、力學性能以及生物活性都具有一定優勢的生物復合支架材料將在生物醫用領域，如皮膚復合、血管以及骨修復等方面具有很高的臨床應用價值。附圖說明圖1為實施例1制備細菌纖維素/膠原復合材料的紅外光譜圖。圖2為實施例1制備的細菌纖維素/膠原復合材料的掃描電鏡照片。圖3為實施例1制備的細菌纖維素/膠原復合材料用于成纖維細胞生長的MTT增殖曲線。具體實施例方式實施例1 :本專利技術所述細菌纖維素的分泌菌種為木醋桿菌(Acetobacter xylinum, Ax)。Ax為革蘭氏陰性，寬O. 6-0. 8 μ m，長1. 0-4. Oym,淡棕色，呈圓形，以單個、成對或鏈狀存在，不透明，菌落突起，表面粗糙，為好氧型，它已被作為細菌纖維素基礎和應用研究的模式微生物。1.細菌纖維素的制備將葡萄糖5. O % (w/v)(或甘露醇10 % (w/v))、大豆蛋白胨O. 9 % (w/v)、Na2HP04 · 12H200. 8% (w/v)及檸檬酸O. 5% (w/v)依次加入燒杯中，用醋酸調節pH值至5. 5-7. O范圍，115°C高溫滅菌半小時后取出，作為木醋桿菌生長的培養基。木醋桿菌菌種接種到上述液體培養基中，充分振蕩使菌液均勻，28°C恒溫靜置培養3天，得到細菌纖維素。用質量分數I %的氫氧化鈉溶液與去離子水交替清洗煮沸至乳白色，最后用去離子水洗至中性，此時得到的細菌纖維素為濕態的細菌纖維素。將得到的濕態的細菌纖維素凍干得到干態細菌纖維素2.細菌纖維素/膠原復合材料的制備配制100毫升1. 5克/升的膠原(sigma，美國)水溶液。取5克凍干的細菌纖維素放入膠原水溶液中，室溫充分浸泡且攪拌I天，得到纖維膜。將纖維膜取出，放入100毫升I克/升京尼平水溶液中，30°c恒溫攪拌24小時。反應結束后，用去離子水沖洗纖維膜，然后置于飽和甘氨酸溶液中浸泡，持續換液直至溶液不再變色后再用去離子反復沖洗，取出后滅菌處理，即得本專利技術產物具有生物相容性細菌纖維素/膠原復合材料。實施例2 1.細菌纖維素的制備將葡萄糖5. O % (w/v)(或甘露醇10 % (w/v))、大豆蛋白胨O. 9 % (w/v)、Na2HP04 · 12H200. 8% (w/v)及檸檬酸O. 5% (w/v)依次加入燒杯中，用醋酸調節pH值至5. 5-7. O范圍，115°C高溫滅菌半小時后取出，作為木醋桿菌生長的培養基。木醋桿菌菌種接種到上述液體培養基中，充分振蕩使菌液均勻，28°C恒溫靜置培養3天，得到細菌纖維素。用質量分數I %的氫氧化鈉溶液與去離子水交替清洗煮沸至乳白色，最后用去離子水洗至中性，此時得到的細菌纖維素為濕態的細菌纖維素。2.本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種具有生物相容性的細菌纖維素/膠原復合材料，其特征在于：所述復合材料是由細菌纖維素、膠原和京尼平為原料制成，所述細菌纖維素、膠原以及京尼平的質量比為：5?200∶0.1?5∶0.1?5。

【技術特征摘要】
1.ー種具有生物相容性的細菌纖維素/膠原復合材料，其特征在于所述復合材料是由細菌纖維素、膠原和京尼平為原料制成，所述細菌纖維素、膠原以及京尼平的質量比為5-200 0.1-5 0.1-5。2.根據權利要求1所述的復合材料，其特征在于所述細菌纖維素由木醋桿菌發酵制得，然后用堿液和去離子水交替清洗煮沸至乳白色，最后用去離子水洗至中性。3.根據權利要求2所述的復合材料，其特征在于所述堿液是質量分數為I%的氫氧化鈉溶液。4.一種制備如權利要求1所述的生物相容性的細菌纖維素/膠原復合材料的方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)取權利要求1所述質量比的細菌纖維素、膠原以及京尼平，將膠原配置成0.1-5克/升的膠原水溶液，將細菌纖維素置于所述膠原...

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐俊青，李麗，葉建國，邢勝男，李秀萍，
申請(專利權)人：中國天辰工程有限公司，天津天辰綠色能源工程技術研發有限公司，
類型：發明
國別省市：