[發(fā)明專利]具有單向孔道陣列的細(xì)菌纖維素水凝膠及制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910069206.9
• 申請(qǐng)日: 2009-06-10
• 公開（公告）號(hào): CN101569764A
• 公開（公告）日: 2009-11-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 萬怡灶;高川;羅紅林;何芳;黃遠(yuǎn)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): A61L27/20
• 分類號(hào): A61L27/20;A61L27/52;A61L27/56;C12P19/04;C12R1/41;C12R1/38;C12R1/025;C12R1/05;C12R1/02;C12R1/01
• 代理公司: 天津市杰盈專利代理有限公司
• 代理人: 王小靜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種具有單向孔道陣列的細(xì)菌纖維素水凝膠及制備方法。?

背景技術(shù)

隨著生物醫(yī)學(xué)工程研究的發(fā)展，組織工程已經(jīng)成為當(dāng)今科研與臨床應(yīng)用的一大熱點(diǎn)。組織工程支架材料的研究也備受研究人員的關(guān)注。目前，人們已經(jīng)利用靜電紡絲、相分離等方法制備出膠原、殼聚糖、殼素、透明質(zhì)酸等眾多的高分子組織工程支架。?

細(xì)菌纖維素與上述生物高分子相比，具有特殊的結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性能。細(xì)菌纖維素良好的力學(xué)性能、透氣性能、生物相容性等性質(zhì)使其在生物醫(yī)用領(lǐng)域中具有十分廣泛的商業(yè)化應(yīng)用潛力。細(xì)菌纖維素制備的現(xiàn)代創(chuàng)傷敷料在1987年就有了成功用于治愈燒傷、燙傷及皮膚移植的例子。至今為止，細(xì)菌纖維素的醫(yī)用商品已經(jīng)出現(xiàn)了很多，如Biofil?Gengiflex等。?

最近細(xì)菌纖維素作為軟組織工程支架的研究也有了進(jìn)展。相同的體外免疫反應(yīng)程度下，軟骨細(xì)胞在細(xì)菌纖維素基體上的生長(zhǎng)速度要高于在海藻酸鹽基體上的生長(zhǎng)速度[A.Svensson，E.Nicklasson，T.Harrah，B.Panilaitis，D.L.Kaplan，M.Brittberg?and?P.Gatenholm.Bacterial?cellulose?as?a?potential?scaffold?for?tissue?engineering?of?cartilage，Biomaterials?26(2005)419-431]，平滑肌細(xì)胞在細(xì)菌纖維素基體上也能很好的增殖和分化[H.?G.Helenius，A.Bodin，U.Nannmark，B.R.Johansson，B.Risberg?and?P.Gatenholm.Mechanical?properties?of?bacterial?cellulose?and?interactions?with?smooth?musclecells，Biomaterials?27(2006)2141-2149]。?

細(xì)菌纖維素(3～10nm)雖然具有天然精細(xì)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、優(yōu)良的力學(xué)性能和生物相容性，但是天然細(xì)菌纖維素的孔徑多為1μm左右。因此細(xì)胞只能在其表面黏附和增殖，不能很好的向材料內(nèi)部長(zhǎng)入。因此，為使細(xì)菌纖維素成為更加適宜的組織工程支架材料，制備含有大孔(50～400μm)的細(xì)菌纖維素多孔支架顯得尤為關(guān)鍵。具有單向孔道陣列的細(xì)菌纖維素不僅具有適合細(xì)胞長(zhǎng)入的大孔，其定向排列的孔道還可以誘導(dǎo)細(xì)胞的定向分化和生長(zhǎng)，因此其在組織修復(fù)領(lǐng)域中占有重要地位，尤其是神經(jīng)組織的修復(fù)需要有定向排列的孔道陣列誘導(dǎo)神經(jīng)細(xì)胞和其突觸的生長(zhǎng)[J.S.Goldner，J.M.Bruder，G.Li，D.Gazzola?and?D.Hoffman-Kim.Neurite?bridging?across?micropatterned?grooves，Biomaterials27(2007)460-472]。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種具有單向孔道陣列的細(xì)菌纖維素水凝膠及制備方法。采用電腦程控微加工的方法制備出含有大孔的細(xì)菌纖維素海綿材料，可以適合細(xì)胞的黏附和向材料內(nèi)部的長(zhǎng)入，從而使得細(xì)菌纖維素更加適合作為組織工程支架使用。本發(fā)明具有高效、簡(jiǎn)便、快捷的特點(diǎn)。?

本發(fā)明提供的一種具有單向孔道陣列的細(xì)菌纖維素水凝膠是以微生物(木醋桿菌)為原料制備，包括如下步驟：?

利用微生物發(fā)酵方法制備納米細(xì)菌纖維素水凝膠，經(jīng)過堿液純化處理并充分清洗后，得到純凈的細(xì)菌纖維素水凝膠，置于4℃環(huán)境下，利用加工中心或者程控微雕設(shè)備對(duì)其進(jìn)行加工，再置于冰水中冷卻以防止其受熱變形，最后利用堿液和去離子水反復(fù)清洗后得到成品，平均直徑為100-400μm且孔間距在1.0-1.5mm范圍內(nèi)為單向孔道陣列。?

所述的微生物為根瘤菌屬、八疊球菌屬、假單胞菌屬、無色桿菌屬、產(chǎn)堿菌屬、氣桿菌屬、固氮菌屬、木醋桿菌的一種或幾種。?

所述的堿液純化處理是用0.5M的氫氧化鈉溶液在沸騰條件下處理2h。?

本發(fā)明提供的一種多孔細(xì)菌纖維素水凝膠的制備方法包括如下步驟：將木醋桿菌生成的細(xì)菌纖維素水凝膠在4℃環(huán)境下，利用JG-1080數(shù)控激光切割機(jī)對(duì)其進(jìn)行加工，設(shè)定參數(shù)為孔道直徑150μm，孔道間距為1mm，得到的產(chǎn)品立即浸入冰水中1小時(shí)，最后經(jīng)過0.5M氫氧化鈉在沸騰條件下處理30min，再用去離子水清洗至中性得到成品并置于4℃下冷藏保存。?