[发明专利]细菌纤维素凝胶复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于生物复合材料领域，特别是涉及一种细菌纤维素凝胶复合材料的制备方法。

背景技术

木醋杆菌（Gluconacetobacter xylinum）能合成分泌进入培养液中的细胞外纤维素。这种分泌出来的细菌纤维素是以水合胶的形态存在，其中水分含量为其干重的500～700倍，因此在医学上，这种高水分含量的材料非常适合作为一种直接被利用的创伤修复水合胶材料。细菌纤维素与植物衍化的纤维素有相同的分子和化学组成，但细菌纤维素具有高纯度、高结晶度、纳米结构、在水合状态下具有类似皮肤的机械性能和在生产阶段就易通过各种器皿和模具来塑形等优点。细菌纤维素作为独立的材料已经使用在外科烧伤病人的创伤修复中并已获得了优良的治疗效果。此外，有些研究者也正在研究赋予使细菌纤维素在体内具有生物降解和吸收的功能。目前，为了扩展细菌纤维素的应用范围，将其与其他材料进行复合，赋予其新的功能已成为了当今的研究热点。细菌纤维素能与无机、有机和金属材料等复合。包括羟基磷灰石（Hydroxyapatite）、聚乳酸（Polylactide）、纳米金颗粒、壳聚糖，海藻酸钠等。传统的细菌纤维素符合材料的制备方法都是采用在发酵中进行原位复合和在发酵后通过化学反应或者物理沉积复合。其中原位复合主要针对一些不易溶于水或者有机溶剂的有机大分子，如前面提到的壳聚糖，海藻酸钠或者聚乳酸等。原位复合是指在发酵前期，在培养液中加入需要复合进入细菌纤维素的材料，然后依靠细胞生长产生细菌纤维素膜，使先前进入培养液中的材料复合进入细菌纤维素的网状膜的空间。目前的原位复合技术相对于发酵后而言比较，不需要发酵后的任何化学和物理处理，节省了材料成本和可能的反应污染等，材料的成本会大大降低。

但是，在使用原位复合制备细菌纤维素与其他有机大分子的复合材料时，由于这种结合是物理结合，所以分散于培养液中的大分子材料并不能很好的进入细菌纤维素的网状膜的空间，复合率较低，造成材料的浪费。

发明内容

基于此，有必要提供一种复合率较高的细菌纤维素凝胶复合材料的制备方法。

一种细菌纤维素凝胶复合材料的制备方法，包括：

制备包含葡萄糖、蛋白胨、无水磷酸氢二钠和柠檬酸的培养液；

将保藏编号为ATCC 700178、保藏编号为ATCC 53582或保藏编号为ATCC 53524的木醋杆菌菌种接种到所述培养液中，在28～32℃静态培养1～2天，在所述培养液中生成细菌纤维素薄膜，在无菌条件下打散所述细菌纤维素薄膜，酶解所述细菌纤维素薄膜后离心，得到细菌接种液；

将所述细菌接种液与生理盐水按照体积比1:1～1:3配制成菌液；

将复合配体进行预处理，然后通过灭菌处理后得到无菌凝胶；

将所述无菌凝胶与所述菌液按照体积比1:1～3:1充分混合，滴加至第一无菌氯化钙溶液中，形成凝胶复合体小球，将所述凝胶复合体小球置于第二无菌氯化钙溶液中静置6～12小时后转移至新配置的所述培养液，旋转发酵2～3天，得到细菌纤维素复合基材；及

将所述细菌纤维素复合基材采用静态发酵或旋转发酵2～5天，得到细菌纤维素凝胶复合材料。

在其中一个实施例中，所述培养液还包括硫酸镁、硫酸铵和玉米浆提取液。

在其中一个实施例中，每100mL的培养液的成分为：10～40g葡糖糖，3～6g蛋白胨，2～3g无水磷酸氢二钠，1～2g柠檬酸，0.5～1.5g硫酸镁，0.5～1g硫酸铵，0.5～1.5mL玉米糖浆提取液。

在其中一个实施例中，所述复合配体为壳聚糖、胶原蛋白、海藻酸钠、微晶纤维素、改性纤维素、改性淀粉、琼脂糖、聚乳酸、聚乙醇酸、胶体硅、丙烯酸和海藻酸钠的混合物、羟基磷灰石和海藻酸钠的混合物、粘土和海藻酸钠的混合物中的一种。

在其中一个实施例中，所述复合配体为壳聚糖，所述预处理为将每15～30g的所述壳聚糖在50～80℃完全溶解于1L的0.1%～1.0%的醋酸溶液中。

在其中一个实施例中，所述复合配体为海藻酸钠，所述预处理为将每15～30g的所述海藻酸钠溶解在1L的蒸馏水中，在80～100℃持续搅拌作用下，形成海藻酸钠凝胶。

在其中一个实施例中，所述复合配体为丙烯酸与海藻酸钠的混合物，所述预处理为将所述丙烯酸置于体积比10:1～15:1的蒸馏水和氨水的混合液中，加入氧化铝和过硫酸钾，所述丙烯酸、氧化铝、过硫酸钾的质量比为1:0.01:0.05～1:0.005:0.025，然后在pH为6.5～7.5的条件下加热搅拌聚合3～6小时，再加入质量分数为1.5～3%的海藻酸钠水溶液。