[發明專利]一種細菌纖維素/膠原-殼聚糖復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201210364097.5
• 申請日: 2012-09-26
• 公開（公告）號: CN102888027A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發明（設計）人: 任力;王迎軍;朱勇軍;李立風
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C08L1/02
• 分類號: C08L1/02;C08L89/00;C08L5/08;C08J3/24;C12P19/04;C12R1/02
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 宮愛鵬

技術領域

本發明涉及一種細菌纖維素/膠原-殼聚糖復合材料及其制備方法，屬于生物醫用材料、抗菌及美容化妝材料等領域。

背景技術

細菌纖維素（bacterial?cellulose，簡稱BC）是一類由微生物發酵產生的天然高分子聚合物，其化學結構與植物纖維素相同，都是由D-吡喃葡萄糖以β-1，4-糖苷鍵鏈接而成，但是BC的宏觀結構與植物纖維素相比有很大的不同，具有特殊的結構和性能。BC具有天然的精細網絡結構，純度、聚合度和結晶度高，抗張強度高，持水能力強，透水透氣性能好，生物相容性好，可生物降解，合成過程具有良好的可調控性。基于其優異的性能，細菌纖維素類生物醫用材料具有廣闊的應用前景和潛在的巨大市場價值。目前，國內外已經在美容、人工皮膚、生物補片等領域開發一些產品。然而BC作為生物材料仍有一定缺點，缺乏生物活性，細胞粘附性差，因而限制了BC的進一步應用范圍。

膠原是細胞外基質的主要化合物，也是一種天然的生物高分子，在動物細胞中扮演結合組織的角色，主要分布于哺乳動物體內結締組織內，如皮膚、骨、軟骨、腱及韌帶，共有14種，其中Ⅰ型膠原最為豐富，且性質優良，被廣泛用作生物材料。Ⅰ型膠原分子具有若干的三股超螺旋結構，它通過側向共價交聯、錯位階梯式排列聚集成直徑為50～200nm的膠原微纖維。膠原微纖維再進一步側向排列形成膠原纖維。膠原具有良好的耐濕熱穩定性，良好的生物相容性，生物可降解性，經處理可以消除抗原性，對組織恢復有促進作用，且無異物反應。膠原分子上還提供了許多可供細胞生長、分化、增殖和代謝的結合位點，因此可用作組織修復支架材料、生物可降解縫合線、人造皮膚、人工角膜、傷口敷料、人造腱及血管等。但是膠原降解速率過快，交聯后的膠原加工性能差，缺乏柔韌性，拉伸強度低的缺點限制了其更廣泛的應用。

基于此，將細菌纖維素與膠原復合，既可克服細菌纖維素生物活性差的確定，又能利用細菌纖維力學性能好的優點，制備出綜合性能更優、應用更廣的細菌纖維素/膠原復合材料。

目前，對于這一方面的研究和專利也比較多，大部分都是采用直接浸漬法或者是溶液共混后冷凍-解凍法制備細菌纖維素/膠原復合材料。由于細菌纖維素和膠原微觀結構上存在一定的差異，采用直接浸漬法較難保證膠原能夠浸入細菌纖維素內，尤其是短時間的浸漬處理。溶液共混-冷凍解凍法雖然可以制備細菌纖維素/膠原復合材料，但是這種方法破壞了細菌纖維素原本的三維網絡結構，二者很難形成互穿網絡結構，因而會大大降低材料的機械性能。此外利用發酵原位培養的方法雖然可以制得一定的細菌纖維素/膠原復合材料，但是其生產周期長，成本高，處理過程復雜。

發明內容

本發明的目的之一在于克服現有技術存在的缺陷，提供一種細菌纖維素/膠原-殼聚糖復合材料的制備方法。

本發明的另一目的在于提供上述方法制得的細菌纖維素/膠原-殼聚糖復合材料。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種細菌纖維素/膠原-殼聚糖復合材料的制備方法，包括如下步驟：

（1）制備并純化細菌纖維素；

（2）通過負壓滲透法或正壓法將膠原充分浸入細菌纖維素的網絡中，再利用交聯劑交聯細菌纖維素/膠原復合材料中的膠原，制得細菌纖維素/膠原互穿網絡復合材料；

（3）將上述復合材料除去未反應的交聯劑后，再在殼聚糖或其衍生物類抗菌劑溶液中浸泡，制備得到具有抗菌效果的復合材料。

優選地，所述負壓滲透法為：將膠原配制0.01%～1%（w/v）的膠原溶液，按濾布-細菌纖維素-膠原溶液的先后順序放入密閉容器中，密閉容器的底部設有通孔，從密閉容器的底部抽真空，使膠原溶液進入細菌纖維素中，得到細菌纖維素/膠原復合材料；

所述正壓法為：將膠原配制0.01%～1%（w/v）的膠原溶液，將細菌纖維素和膠原溶液一同加入密閉容器中，加壓，制得細菌纖維素/膠原復合材料。

優選地，所述殼聚糖衍生物類抗菌劑為殼聚糖季銨鹽或殼聚糖季磷鹽。

優選地，所述細菌纖維素的制備：

以椰汁及其果肉提取物為培養基主要成分，并添加酵母提取物、葡萄糖以及微量元素，得到種子培養基，取活化后的木醋桿菌菌種接入種子培養基中，進行震蕩培養，取該種子液接入發酵培養液中，搖勻，靜態培養制得細菌纖維素。