[發明專利]一種三明治結構的細菌纖維素緩釋載體材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201210575490.9
• 申請日: 2012-12-26
• 公開（公告）號: CN102991037A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 李喆;王利群;楊敬軒;鄭羿;王華平;陳仕艷;洪楓
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: B32B23/00
• 分類號: B32B23/00;C12P19/04
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司 31224
• 代理人: 呂伴

技術領域

本發明涉及一種緩釋載體材料及其制備方法，特別是一種三明治結構的細菌纖維素緩釋載體材料及其制備方法。

背景技術

隨著科技的發展，社會的進步，各類精細化工產品已經成為人類社會日常生產、生活不可缺少的重要部分。如日常使用的緩釋滅菌、殺蟲、防霉產品，是保證人民衛生清潔的重要工具；農業生產中用于防治作物病、蟲、害及提高產量的農藥化肥等，是現代化農業必不可少的生產資料；生物醫用方面使用的藥物是保障人體健康緩解疾病的必要武器；美容化妝品中使用的活性成分、精油等，是提高美容效果的有效手段。然而，隨著大量精細化工產品的使用，帶來了環境污染、資源浪費等問題。因此，減少化工產品的使用量，控制釋放速率，提高產品效能，減少對環境、生物的污染，降低成本，是生產商和使用者共同追求的重要目標。

緩釋技術是指在一個特定的體系內，采取某些措施來減少某種活性制劑的釋放速度，從而在某段時間內，體系中的活性制劑可以維持有效濃度。緩釋材料及緩釋技術的出現，大幅提高了化工產品的使用效率，延長了產品的有效使用時間，減少了化工產品的使用量，降低了其對環境、生物的危害。近年來，緩釋技術已經廣泛應用于醫藥、農業、石油化工、日用化工等各領域。

緩釋體系通常包括緩釋藥物和緩釋載體材料兩部分。緩釋藥物根據其所應用的領域不用選擇特定的藥物或化工產品，而對緩釋載體材料的選擇需要滿足緩釋藥物以及應用領域的要求。如用于醫藥領域的緩釋藥劑，需要選擇生物相容性好、降解可控、無毒副作用的生物材料；緩釋肥料、農藥等，需要選擇環境友好，對環境耐受性好，價格便宜的緩釋載體材料；緩釋型緩蝕劑是防銹水、防銹切削液、防銹油、乳化油、防霉劑、穩定劑等處理液中不可缺少的物質，需要選擇耐酸堿腐蝕化學穩定性好的緩釋載體材料；緩釋型水處理劑，需要選擇不溶于水，負載量大的緩釋載體材料。

細菌纖維素（Bacterial?Cellulose，也稱微生物纖維素）是一種納米纖維材料。其以細菌細胞內部作為生物合成反應器，將葡萄糖小分子在酶催化作用下經過一系列復雜的變構過程最終通過β-1,4-糖苷鍵結合形成β-1,4-葡萄糖鏈由細菌系細胞側面的催化位點擠出。β-1,4-葡萄糖鏈彼此之間通過分子內與分子間氫鍵作用，逐步、分層地形成脂多糖層、類晶團聚體、纖維素微纖并最終形成纖維素。這一系列的細胞外（Extracellular）成形過程被稱為“纖維素的自組裝”。正是這個獨特的微生物參與的過程賦予了細菌纖維素良好的理化性能：超細三維網狀結構；良好的吸濕、保濕以及透氣性能；超高的持水性與濕態強度；高抗張強度與彈性模量；良好的化學穩定性等等。大量研究表明細菌纖維素材料具有良好的體內、體外生物相容性，加上其優異的形狀可調控性與形狀維持性使其在構建體內、體外組織工程支架材料具有得天獨厚的優勢。目前已經應用在食品、醫藥、紡織、造紙、化工、采油、選礦等行業。隨著發酵工藝的不斷改進，細菌纖維素的產量和產能逐漸得到提高，成本逐漸降低。以細菌纖維素制備的緩釋載體材料可以廣泛應用于醫藥、食品、農業、石油化工、日用化工等各領域。

發明內容

本發明的一種三明治結構的細菌纖維素緩釋載體材料，是由三層結合緊密的細菌纖維素膜構成，所述的三層結合緊密的細菌纖維素膜包括上緩釋層、下緩釋層以及處于中間的控釋層；所述的結合緊密是指所述緩釋層的纖維素微纖絲與所述控釋層的纖維素微纖絲通過β-1,4-葡萄糖鏈中的分子內與分子間氫鍵結合，形成分子層，層與層之間也通過分子內與分子間氫鍵結合，無明顯物理分層；組成細菌纖維素的基本單元并非單根β-1,4-葡萄糖鏈，而是預微纖絲（premicrofibril），其由β-1,4-葡萄糖鏈組成，每9根β-1,4-葡萄糖鏈相互平行，通過分子內與分子間氫鍵結合，呈左手三螺旋狀，是組成微纖絲（microfibril）的基本單位，直徑為1.5nm。微纖絲（microfibril）直徑為3.5nm，微纖與微纖之間通過分子內與分子間氫鍵結合，β-1,4-葡萄糖鏈呈平行排布，形成纖維素I型結晶結構。

其中所述緩釋層中的纖維素含量0.2×10^-2～0.5×10^-2g/cm³，所述控釋層中的纖維素含量0.7×10^-2～1.0×10^-2g/cm³。

作為優選的技術方案：