[发明专利]一种具有生物相容性的细菌纤维素/胶原复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物医用领域，尤其是涉及一种具有生物相容性的细菌纤维素/胶原复合材料及其制备方法。

背景技术

在日常生活中，疾病和意外常常导致人体的器官或组织发生病变与损伤。当病变和损伤不能由人体的自身系统进行修复时，就需要借助外界的医疗手段实现。在探索发展医学工程的过程中，组织工程研究成为当今科研与临床应用的一大热点。组织工程包括人工细胞外基质-支架、细胞以及信息因子三大要素，其中，组织工程支架材料的研究是决定组织工程成败的关键因素。目前，人们已经利用自组装、外置模板、静电纺丝等方法制备出聚乳酸、壳聚糖、聚乙烯醇等众多的高分子组织工程支架材料。与上述合成的生物高分子相比，细菌纤维素天然纳米纤维材料越来越受到人们的重视，被认为可以广泛应用到医学领域的仿生纳米纤维组织工程支架材料。细菌纤维素因其具有超精细网状结构、良好的弹性模量和抗张强度、很强的持水能力、良好的透气性能、较高的生物相容性、适应性和良好的生物可降解性、以及合成时的可调控性等显著的优点，使其在生物医用领域中具有十分广泛的应用潜力，被广泛应用于人工皮肤、人工血管、硬脑膜、人工软骨和人工角膜等医学方面。

通过对BC(细菌纤维素)的研究发现，BC被公认为是性能最好、实用价值也较好的纤维素，近年来关于BC的研究和开发应用成为当今新的微生物合成材料的研究热点之一，在食品、医学、造纸、纺织、环保、能有等各方面具有广泛的应用价值，并已在国内外得到了一定的实际应用。随着研究的深入，可以发现，BC属于多糖类物质，是一种超微超纯的纤维素，与自然界中植物或海藻产生的天然纤维素具有相同的分子结构单元，具有一定的生物活性，但是与生物活性较好的材料(如壳聚糖、明胶、蚕丝蛋白等)相比，其生物活性还不能满足医学领域的广泛应用。因此，为扩展BC在医学领域的广泛应用，提高改善其生物活性，在使用过程中通常将BC纳米纤维与生物活性大分子复合，获得具有生物活性的复合支架材料。正是基于这一思想，许多研究报道了BC基生物复合材料的制备及应用情况，如在皮肤辅料领域具有广泛应用的BC/壳聚糖复合材料，在骨修复领域具有应用前景的BC/羟基磷灰石复合材料等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有良好生物相容性的细菌纤维素/胶原复合材料。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种具有生物相容性的细菌纤维素/胶原复合材料，其特征在于：所述复合材料是由细菌纤维素、胶原和京尼平为原料制成，所述细菌纤维素、胶原以及京尼平的质量比为：5-200∶0.1-5∶0.1-5。

所述细菌纤维素由木醋杆菌发酵制得，然后用碱液和去离子水交替清洗煮沸至乳白色，最后用去离子水洗至中性。

所述碱液是质量分数为1％的氢氧化钠溶液。

本发明的另一目的在于提供一种具有良好生物相容性的细菌纤维素/胶原复合材料的制备方法，采用的技术方案包括以下步骤：

(1)取权利要求1所述质量比的细菌纤维素、胶原以及京尼平，将胶原配置成0.1-5克/升的胶原水溶液，将细菌纤维素置于所述胶原水溶液中，恒温浸泡，得到纤维膜；

(2)将京尼平配置成0.1-5克/升的京尼平水溶液，将步骤(1)中得到的纤维膜取出，放入所述京尼平水溶液中，恒温搅拌；

(3)搅拌结束后，用去离子水冲纤维膜，然后置于饱和甘氨酸溶液中浸泡，最后再用去离子水反复冲洗，取出后进行灭菌处理，即得细菌纤维素/胶原复合材料。

所述细菌纤维素可以为湿态细菌纤维素或冷冻干燥技术制备的干态细菌纤维素。

所述步骤(1)中浸泡温度为低于37℃恒温浸泡，浸泡过程可搅拌，所述浸泡时间需超过2小时。

所述步骤(2)中搅拌温度为低于37℃恒温搅拌，所述搅拌时间需超过2小时。

本发明具有的优点和积极效果是：

(1)本发明首次以京尼平为交联剂用于细菌纤维素/胶原复合材料的制备，采用京尼平将胶原进行交联，使胶原包裹在细菌纤维素的每根纤维表面，最终制得细菌纤维素/胶原复合材料。胶原的引入解决了天然细菌纤维素材料生物活性较低的缺陷，同时保持了精细的微观网络结构，有利于细胞的生长、迁移和繁殖，满足组织工程对支架材料的结构和成分的要求。

(2)本发明使用京尼平作为细菌纤维素和胶原的交联剂，京尼平作为天然生物交联剂，其毒性远低于戊二醛和其他常用化学交联剂，生物活性高、安全无毒性。本发明使用的原料易得，安全无毒。本发明在常压下即可完成材料制备，工艺简单，未使用任何有毒药品，安全无毒性。