[發明專利]一種細菌纖維素復合材料及其制備方法和應用

無效

• 申請號: 200910036754.1
• 申請日: 2009-01-19
• 公開（公告）號: CN101480504A
• 公開（公告）日: 2009-07-15
• 發明（設計）人: 林志丹;張秀菊
• 申請（專利權）人: 暨南大學
• 主分類號: A61L27/44
• 分類號: A61L27/44;A61L27/56;A61L27/20;A61L27/22
• 代理公司: 廣州粵高專利代理有限公司
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本發明涉及生物材料領域，更具體地說，本發明涉及一種在體液環境中有促進骨修復功 能的細菌纖維素復合材料及其制備方法。

背景技術

細菌纖維素(BC)由細菌分泌而成的天然聚合物，具有高的結晶度、高的持水性、超細 納米纖維網絡、高抗張強度和彈性模量等獨特的物理化學性質，已被研究用于人工血管、人 工皮膚、治療皮膚損傷和組織工程支架等方面；作為骨組織工程支架，BC工藝簡單價格便宜， 濕態強度高且可原位成型，因此成為近年來國際上醫用生物材料界的研究熱點。美國Tufts 大學[A?Svensson，E?Nicklasson，T?Harrah，B?Panilaitis，D?L?Kaplan，M?Brittberg，P?Gatenholm. Bacterial?cellulose?as?a?potential?scaffold?for?tissue?engineering?of?cartilage.Biomaterials.2005，26： 419-431]用牛軟骨細胞培養評估了天然的或經化學修飾的BC作為骨組織工程支架材料的潛 力。未經修飾的天然BC在保持良好的機械性能下，支持軟骨細胞高的增殖和生長水平，但 BC經過磷酸化及硫酸化修飾并未提高軟骨細胞的生長水平，不管修飾與否都BC未導致顯著 性的致炎細胞因子活化，因此認為未修飾的BC可能更適合于人組織工程軟骨的開發。國內天 津大學[Y?Z?Wan，L?Hong，S?R?Jia，Y?Huang，Y?Zhu，Y?L?Wang，H?J?Jiang.Synthesis?and characterization?of?hydroxyapatite-bacterial?cellulose?nanocomposites.Compos?Sci?Technol. 2006，66：825-1832；Y?Z?Wan，Y?Huang，C?D?Yuan，S?Raman，Y?Zhu，H?J?Jiang，F?He，C?Gao. Biomimetic?synthesis?of?hydroxyapatite/bacterial?cellulose?nanocomposites?for?biomedical applications.Mat?Sci?Eng?C-Bio?S.2007，27：855-864]嘗試用BC經模擬體液培養仿生制備BC/ 納米羥基磷灰石(nHA)復合材料，發現沒經處理的BC只在內表面誘導少量nHA，磷酸化處 理的BC納米纖維表面布滿nHA晶體，結晶度低于1％，類似于天然骨的組成和結構。美國 Tennessee大學[S?A?Hutchens，R?S?Benson，B?R?Evans，H?M?ONeill，C?J?Rawn.Biomimetic synthesis?of?calcium-deficient?hydroxyapatite?in?a?natural?hydrogel.Biomaterials.2006，27： 4661-4670]利用BC凝膠仿生沉降缺鈣磷灰石模擬天然骨結構，研究表明相對比例為50-90％ 的缺鈣磷灰石均勻布滿BC凝膠中，并與BC表面的羥基共價結合。礦化過程中先形成磷酸八 鈣前驅，再堆積成10-50nm的各向異性晶體并沿C軸取向排列形成缺鈣磷灰石，與天然骨的 形成過程很相似，說明BC凝膠可以作為很好的模板仿生制備類骨羥基磷灰石。細菌纖維素具 有高強度納米纖維結構營造了吸引鈣陽離子沉降的羥基負離子域，強迫磷灰石C軸沿纖維軸 向取向生長，細菌纖維素作為骨組織工程支架具有很好的成骨誘導性質，但不具備誘導成骨 細胞黏附、增殖和分化的能力(即骨誘導能力)。瑞典Chalmers大學[ABodin，LAhrenstedt，H Fink，H?Brumer，B?Risberg，P?Gatenholm.Modification?of?nanocellulose?with?a?xyloglucan-RGD conjugate?enhances?adhesion?and?proliferation?of?endothelial?cells：implications?for?tissue engineering.Biomacromolecules.2007，8：3697-3704]利用甘氨酸-精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸- 絲氨酸(GRGDS)五肽接枝木葡聚糖(XG)與BC復合，但對BC的細胞黏附性和骨誘導能力提 高有限。

發明內容

本發明的目的在于提供一種在體液環境中有促進骨修復功能的細菌纖維素復合材料。