一种生物纤维素皮肤修复材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种生物纤维素皮肤修复材料及其制备方法，制备方法为：将菌液加入到培养乳液中均匀分散后静置培养得到生物纤维素皮肤修复材料，菌液为菌株在水中分散的体系，培养乳液为水包油型乳液，其中水相为菌株培养液，菌株是指能够生物合成纤维素纳米纤维的微生物。本发明专利技术的生物纤维素皮肤修复材料及其制备方法，制备方法简单易行、操作方便且成本低，制备过程中材料自身结构容易调控，最终制得的生物纤维素皮肤修复材料具有生物相容性好、力学性能优良和吸水性与持水性佳的优点，可减少水分挥发，保持湿性状态，有效阻隔外界细菌，促进细胞的粘附和增殖速度，导向细胞进入材料内部，加快周围组织的血管化，从而显著加快皮肤创伤的修复。

A biological cellulose skin repair material and its preparation method

The present invention relates to a biological cellulose skin repair material and its preparation method, preparation method is as follows: the bacteria liquid added to cultured emulsion dispersed after static culture bio cellulose skin repair material, bacteria strains dispersed in water for water emulsion system, culture oil emulsion, wherein the aqueous phase for strain medium strain refers to the biosynthesis of microbial cellulose nanofibers. Bio cellulose skin repair material and preparation method of the invention, the preparation method is simple, convenient operation and low cost, in the preparation process of the material itself structure is easy to control, eventually producing bio cellulose skin repair material with good biocompatibility, excellent mechanical properties and water absorption and water retention of good advantages. Can reduce the evaporation of moisture, keep moist state, effectively prevent outside bacteria, promote cell adhesion and proliferation rate, guide cells into the inner material, accelerate the vascularization of the surrounding tissue, thereby significantly accelerate the repair of skin wound.

【技术实现步骤摘要】
一种生物纤维素皮肤修复材料及其制备方法
本专利技术属于医用材料领域，具体涉及一种生物纤维素皮肤修复材料及其制备方法。
技术介绍
皮肤的损伤是临床医疗工作者面临的最古老和最常见的疾病之一。目前临床上应用最多的人工皮肤替代物是自体表皮替代物，但自体来源有限，并且容易造成二次损伤。因此，能够模拟天然皮肤组织结构的皮肤修复材料是目前皮肤组织修复研究的热点。生物纤维素(又称细菌纤维素，BaterialCelluloseBC)是由微生物在温和条件下通过代谢糖源，并分泌于体外的一种胞外多糖，是自然界纤维素存在的一种形式。生物纤维素具有良好的生物相容性、高抗张强度和弹性模量以及良好的透气、吸水和持水性能，同时生物纤维素所具有的极低的免疫源性和优良的组织相容性，使其能够作为多种组织器官修复重建的支架材料。然而BC本身并没有微米级多孔结构，其纳米纤维形成的网络结构孔径只有0.05～5μm。为了解决这个限制问题，提高BC支架材料的细胞渗透性，促进细胞长入与血管化，研究人员进行了大量的研究。目前BC多孔结构材料的制备方法主要有：发泡法，冷冻干燥法以及致孔剂法。例如专利CN102276876A采用发泡法对BC进行后处理，能够在BC薄膜内部形成均匀、连续的互通多孔结构，平均孔径在20μm。这种发泡法制备工艺简单，但孔径较小并且孔径分布难以控制，且发泡过程中试剂有一定的细胞毒性；文献Engineeringmicroporosityinbacterialcellulosescaffolds公开了一种使用淀粉、石蜡和琼脂球作为致孔剂制备三维BC组织工程支架材料的制备方法，其中多孔结构可以通过改变致孔剂的尺寸和发酵条件来控制，这种方法可以更好的控制孔径大小及孔径分布，保持原有的BC纳米网络结构，但致孔剂去除过程较为繁琐，支架的连通性较低；根据文章Preparationandcharacterizationofbacterialcellulosespongewithhierarchicalporestructureastissueengineeringscaffold的报道，冷冻干燥法能够通过控制体系浓度、冷冻温度和模具，获得理想的支架孔径，孔隙率，连通性以及宏观形貌，但这种方法破坏了BC原有的能够模拟ECM的三维纳米网络结构，同时原有的纳米纤维之间的氢键作用被可溶性多糖的粘合作用所替代，降低了材料的力学性能、微孔孔壁的纳米粗糙度和比表面积，进一步降低了细胞与纳米纤维之间的相互作用。专利CN103861154B公开了一种由外层细菌纤维素膜和内层静电纺丝多孔支架构成的双层复合骨组织工程支架及制备方法。该方法是把冷冻干燥后的细菌纤维素膜作为静电纺丝的接受器，在其上沉积PLGA/MWNTs复合纳米纤维。但是由于静电纺丝方法的局限性，双层材料中多孔疏松部分的孔径大小及材料厚度调控有限。专利CN102973985B公开了一种具备疏密结构的多孔细菌纤维素皮肤修复材料及其制备方法，通过控制细菌纤维素的培养条件并在培养过程中加入缓释微球制备出一种具有类似人体皮肤“上密下疏”结构的多孔细菌纤维素皮肤修复材料。该方法首次提出了细菌纤维素双层疏密结构的原位发酵制备，但该方法中氧气分压的控制与缓释微球的制备，均较为复杂，且材料结构的控制参数复杂多变。因此，研究一种制备简便且材料自身结构易调控的生物纤维素皮肤修复材料及其制备方法具有极其重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中存在的生物纤维素皮肤修复材料制备过程复杂和材料自身结构难以调控的问题，提供一种制备简便且材料自身结构易调控的生物纤维素皮肤修复材料及其制备方法。为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种生物纤维素皮肤修复材料的制备方法，将菌液加入到培养乳液中均匀分散后静置培养得到生物纤维素皮肤修复材料；所述菌液为菌株在水中分散的体系，所述培养乳液为水包油型乳液，其中水相为菌株培养液，所述菌株是指能够生物合成纤维素纳米纤维的微生物。作为优选的技术方案：如上所述的一种生物纤维素皮肤修复材料的制备方法，具体步骤如下：(1)配制菌株培养液；将不同组分混合均匀后得到菌株培养液，所述菌株培养液中各组分及其含量为：葡萄糖2～5wt％，蛋白胨0.05～0.5wt％，酵母膏0.05～0.5wt％，柠檬酸0.01～0.1wt％，磷酸氢二钠0.02～0.2wt％，磷酸二氢钾0.01～0.1wt％，余量为水；(2)配制培养乳液和菌液；将不同组分均质乳化后通入少量气体得到pH值为5～7的培养乳液，按重量份数计，所述培养乳液中各组分及其含量为：菌株培养液50～80份，油5～30份，乳化剂3～15份，增稠稳定剂5～22份；将冷藏的菌株在室温解冻，并置于菌株培养液中，在28～32℃条件下摇床培养6～24h，补充加入菌株培养液并混合均匀，在28～32℃条件下静置培养3～5天得到菌液，所述摇床培养时摇床的转速为50～150r/min，补充加入的菌株培养液为原菌株培养液体积的10～100倍；(3)静置培养；将菌液加入到培养乳液中均匀分散后在28～32℃条件下静置培养3～9天得到生物纤维素膜，所述菌液与培养乳液的体积比为1:10～1000；(4)后处理；将生物纤维素膜浸泡至浓度为0.5～3wt％的氢氧化钠溶液或浓度为0.1～3wt％的TritonX-100溶液中，静置0.5～12小时，用纯净水清洗至pH值为7.0且材料内毒素<0.5EU/mL时灭菌后包装低温封存得到生物纤维素皮肤修复材料。如上所述的一种生物纤维素皮肤修复材料的制备方法，步骤(2)中，所述油为花生油、椰子油、大豆油或矿油中的一种以上；所述乳化剂为聚山梨酯、蔗糖脂肪酸酯、氢化卵磷脂或聚氧乙烯氢化蓖麻油中的一种以上；所述增稠稳定剂为明胶、海藻酸钠、壳聚糖、透明质酸钠或羧甲基纤维素钠中的一种以上；所述通入少量气体是指将医用氧气或空气以0.1～1L/min的速度通入乳液中，并维持30分钟。本专利技术能够生物合成纤维素纳米纤维的微生物主要为耗氧菌，少量氧气或空气的加入可以提高菌株的转化效率，提高产率。同时，少量气体在黏度较高的培养乳液中能够起到一定的致孔剂作用，有助于提高最终产物的孔隙率。如上所述的一种生物纤维素皮肤修复材料的制备方法，步骤(2)中，所述菌株为葡糖醋杆菌、产醋杆菌、醋化杆菌、巴氏醋杆菌、葡萄糖杆菌、农杆菌、根瘤菌、八叠球菌、洋葱假单胞菌、椰毒假单胞菌或空肠弯曲菌中的一种以上；本专利技术中菌株的种类包括但不限于此，能够生物合成纤维素纳米纤维的微生物都可以作为本专利技术的菌株。所述菌液中单位体积内菌株细胞的数目为1×103～1×1011个/mL。如上所述的一种生物纤维素皮肤修复材料的制备方法，步骤(4)中，所述灭菌指采用高能射线辐照灭菌、压力蒸汽灭菌或电子束灭菌。本专利技术还提供了一种如上所述的制备方法制得的生物纤维素皮肤修复材料，生物纤维素皮肤修复材料具有双层结构，由上层致密部分和下层多孔疏松部分组成；所述上层致密部分是由纤维素纳米纤维层状重叠形成的相互交织的纳米纤维网络，上层致密部分的密度为20～50kg/m3；所述下层多孔疏松部分是由纤维素纳米纤维组成的相互连通的多孔结构，同时其孔壁表面存在着纤维素纳米纤维网络，下层多孔疏松部分的密度为5～15kg/m本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物纤维素皮肤修复材料的制备方法，其特征是：将菌液加入到培养乳液中均匀分散后静置培养得到生物纤维素皮肤修复材料；所述菌液为菌株在水中分散的体系，所述培养乳液为水包油型乳液，其中水相为菌株培养液，所述菌株是指能够生物合成纤维素纳米纤维的微生物。

【技术特征摘要】
2016.09.14 CN 20161082255531.一种生物纤维素皮肤修复材料的制备方法，其特征是：将菌液加入到培养乳液中均匀分散后静置培养得到生物纤维素皮肤修复材料；所述菌液为菌株在水中分散的体系，所述培养乳液为水包油型乳液，其中水相为菌株培养液，所述菌株是指能够生物合成纤维素纳米纤维的微生物。2.根据权利要求1所述的一种生物纤维素皮肤修复材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)配制菌株培养液；将不同组分混合均匀后得到菌株培养液，所述菌株培养液中各组分及其含量为：葡萄糖2～5wt％，蛋白胨0.05～0.5wt％，酵母膏0.05～0.5wt％，柠檬酸0.01～0.1wt％，磷酸氢二钠0.02～0.2wt％，磷酸二氢钾0.01～0.1wt％，余量为水；(2)配制培养乳液和菌液；将不同组分均质乳化后通入少量气体得到pH值为5～7的培养乳液，按重量份数计，所述培养乳液中各组分及其含量为：菌株培养液50～80份，油5～30份，乳化剂3～15份，增稠稳定剂5～22份；将冷藏的菌株在室温解冻，并置于菌株培养液中，在28～32℃条件下摇床培养6～24h，补充加入菌株培养液并混合均匀，在28～32℃条件下静置培养3～5天得到菌液，所述摇床培养时摇床的转速为50～150r/min，补充加入的菌株培养液为原菌株培养液体积的10～100倍；(3)静置培养；将菌液加入到培养乳液中均匀分散后在28～32℃条件下静置培养3～9天得到生物纤维素膜，所述菌液与培养乳液的体积比为1:10～1000；(4)后处理；将生物纤维素膜浸泡至浓度为0.5～3wt％的氢氧化钠溶液或浓度为0.1～3wt％的TritonX-100溶液中，静置0.5～12小时，用纯净水清洗至pH值为7.0且材料内毒素<0.5EU/mL时灭菌后包装低温封存得到生物纤维素皮肤修复材料。3.根据权利要求2所述的一种生物纤维素皮肤修复材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李喆，
申请(专利权)人：苏州顶澜医用材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32