細(xì)菌纖維素納米纖維支架的改性與復(fù)合.pdf

1、細(xì)菌纖維素(Bacterial cellulose，BC)是一種新型納米生物材料，由納米纖維組成三維納米網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，是純度和結(jié)晶度很高的纖維狀納米材料，具有良好的生物相容性。但是BC納米支架只有納米孔隙，缺少50-200μm的微米空間，在無纖維素酶的體內(nèi)條件下降解困難，而且單一的纖維素難以滿足多種組織工程材料的特殊要求，因此需要對BC支架材料進(jìn)行改性和復(fù)合。
　　 本文以BC納米支架材料改性及其復(fù)合為研究主題，研究了BC作為人工皮

2、膚材料的基本性質(zhì)，通過生物合成調(diào)控、模板法、溶解再生和化學(xué)改性等方法制備了納米-微米BC支架材料，研究了化學(xué)改性BC的可調(diào)控降解，通過仿生礦化、培養(yǎng)基修飾和化學(xué)接枝改性等方法制備了一系列納米纖維素復(fù)合材料，并制備了BC納米晶須/聚乳酸多孔支架材料，采用掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)觀察材料微觀形貌，采用X射線電子衍射(XRD)、紅外光譜(FTIR)和X射線光電子能譜(XPS)對材料晶體結(jié)構(gòu)和化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，并對材料

3、的孔隙分布、透濕、降解和力學(xué)性能進(jìn)行了表征。
　　 研究結(jié)果表明，BC水凝膠膜具有很高的持水性，一定厚度的冷凍干燥膜符合人工皮膚臨床透濕量要求，并可在纖維素酶的作用下發(fā)生降解。通過小鼠胚胎細(xì)胞和成骨細(xì)胞與材料共培養(yǎng)，利用細(xì)胞計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn)，通過細(xì)胞生長曲線和細(xì)胞生長形態(tài)觀察，證明BC具有良好的細(xì)胞相容性。
　　 BC微米-納米材料的制備可通過多種途徑實(shí)現(xiàn)：采用模板法可以在包含納米孔隙的BC支架中獲得微米尺度的孔隙；N-甲基氧化

4、嗎啉(NMMO)可以溶解BC，通過沉浸凝膠-鹽粒造孔可以制備微米多孔再生纖維素支架材料；通過化學(xué)改性后冷凍干燥，可以獲得微米孔內(nèi)包含部分納米纖維的羧酸化改性BC多孔支架材料。
　　 BC通過改性可生成2,3-二醛細(xì)菌纖維素(Dialdehyde BC，DABC)，DABC可在無酶條件下水解。DABC保持了與原始BC類似的三維納米網(wǎng)狀微觀結(jié)構(gòu)，在模擬體液中逐漸降解成為微米多孔材料，降解速率與氧化程度相關(guān)，降解首先發(fā)生在被氧化的部分

5、，降解過程有小分子溶出，殘留物仍具有BC性質(zhì)。
　　 通過仿生礦化可以制備出羥基磷灰石/DABC納米復(fù)合可降解支架材料；通過在培養(yǎng)基中加入膠原共培養(yǎng)可以獲得膠原/BC納米復(fù)合材料支架；采用希夫堿反應(yīng)將明膠接枝包覆到DABC支架材料上可以獲得明膠/DABC納米復(fù)合支架材料。
　　 BC納米晶須(BC nano-whisker，BCNW)可以通過酸水解法獲得，將BCNW分散到聚乳酸(PLA)基體中可制備出BCNW/PLA多孔