細菌纖維素納米纖維支架的改性與復合.pdf

1、細菌纖維素(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)狀結構，是純度和結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支架材料進行改性和復合。
　　 本文以BC納米支架材料改性及其復合為研究主題，研究了BC作為人工皮

2、膚材料的基本性質，通過生物合成調控、模板法、溶解再生和化學改性等方法制備了納米-微米BC支架材料，研究了化學改性BC的可調控降解，通過仿生礦化、培養(yǎng)基修飾和化學接枝改性等方法制備了一系列納米纖維素復合材料，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)對材料晶體結構和化學結構進行分析，并對材料

3、的孔隙分布、透濕、降解和力學性能進行了表征。
　　 研究結果表明，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。通過小鼠胚胎細胞和成骨細胞與材料共培養(yǎng)，利用細胞計數(shù)實驗，通過細胞生長曲線和細胞生長形態(tài)觀察，證明BC具有良好的細胞相容性。
　　 BC微米-納米材料的制備可通過多種途徑實現(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)狀微觀結構，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，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。
　　 通過仿生礦化可以制備出羥基磷灰石/DABC納米復合可降解支架材料；通過在培養(yǎng)基中加入膠原共培養(yǎng)可以獲得膠原/BC納米復合材料支架；采用希夫堿反應將明膠接枝包覆到DABC支架材料上可以獲得明膠/DABC納米復合支架材料。
　　 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