生物醫(yī)用材料-副本(2)

1、班級：班級：50775077姓名：陳富磊姓名：陳富磊納米生物材料細菌纖維素在醫(yī)用納米生物材料細菌纖維素在醫(yī)用材料方面的應用材料方面的應用123Contents目錄1、細菌纖維素概況細菌纖維素概況v細菌纖維素(Bacterial Cellulose，BC)是一類由微生物產生的納米級纖維素，是天然的高分子材料，纖維直徑20-100nm。v能夠產生纖維素的細菌主要有Acetobacter（醋桿菌），Rhizobium（根瘤菌），Agrobacterium（農桿菌）等。研究最多、產量最高的細菌Acetobacter xylinum(木醋桿菌)。v從纖維素的分子組成看，細菌纖維素是由-D-葡萄糖通過-1

2、，4-葡萄糖苷鍵結合成的直鏈，鏈間彼此平行，不呈螺旋構象，無分支結構，v圖1-1(a)。v相鄰的吡喃葡萄糖的6個碳原子不在同一個平面上，呈穩(wěn)定的椅狀立體結構，圖1-1(b)。v數個鄰近的p-1,4-葡聚糖鏈由分子鏈內與鏈間的氫鍵穩(wěn)定結合而形成不溶于水的聚合物，圖1-1（c）。1.1 1.1 細菌纖維素的結構細菌纖維素的結構1.2 .2 細菌纖維素的特性細菌纖維素的特性v纖維超細。纖維直徑20-100nmv合成速率高。每個木粗桿菌每小時可聚合1.5108個葡萄糖分子v高結晶度和高化學純度。以100%纖維素形式存在 v高抗張強度和彈性模量。 v高持水量。能吸收60-700倍于其干中的水分。v極佳的

3、形狀維持能力和抗撕力。 v較高的生物適應性和良好的生物可降解性。圖1-2 細菌纖維素與各種纖維直徑對比1.3 1.3 細菌纖維素的合成細菌纖維素的合成圖1-3 細菌纖維素的生物合成途徑圖1-3 a）靜態(tài)培養(yǎng)的細菌纖維素產品 b) BC的掃描電子顯微照片(b)(b)2、細菌纖維素的應用2.1 人造血管 小口徑人造血管（內徑6mm） 的研究由于順應性和通暢性等問題還沒有解決， 一直是國際上人造血管研究的難點。開發(fā)新的小口徑人造血管，已是血管外科領域非常迫切的事情。BC作為一種新型生物材料，與其他血管替代物相比，有以下特性，如與人大隱靜脈相似的順應性、良好的生物相容性、高機械強度等。 BC在生物合成

4、過程中具有很強的可塑性，包括形狀、大小和性能等方面， 因此通過微生物培養(yǎng)合成各種小口徑管是完全可行的，同時一系列動物實驗也表明BC管是一種非常有潛力的人造血管材料。 當在體外和體內測試時，BC管表現(xiàn)出良好的血液生物相容性。圖 1-4 在不同直徑的硅膠管中得到的 BC-TS凝膠：a-f 外徑分別為20,10,5,4,3,1mm的BC-TS凝膠的側視圖，g 外徑為10mm的 BC-TS凝膠俯視圖圖 1-5 SEM下細菌纖維素管壁的網狀結構 100002.2 2.2 傷口敷料傷口敷料圖1-6 美國XCell公司的細菌纖維素產品細菌纖維素在潮濕情況下機械強度高、對水分及電解物有良好的通細菌纖維素在潮濕

5、情況下機械強度高、對水分及電解物有良好的通透性、有良好的生物適應性、無刺激性，能防止細菌感染，有利于皮透性、有良好的生物適應性、無刺激性，能防止細菌感染，有利于皮膚組織生長。不會刺激皮膚，被稱為膚組織生長。不會刺激皮膚，被稱為“第二層皮膚第二層皮膚”，可應用可應用在傷口在傷口治療等領域。治療等領域。XcellXcell作為人類臨時皮膚替代品己被成功應用于治療二級作為人類臨時皮膚替代品己被成功應用于治療二級三級皮膚燒傷、皮膚移植以及慢性皮膚潰瘍等疾病三級皮膚燒傷、皮膚移植以及慢性皮膚潰瘍等疾病圖1-6 細菌纖維素覆蓋在受傷的手和手臂上 BC材料的順應性和彈性很好，在傷口處，BC材料與病人身體高度

6、貼合，比如軀干和面孔和手這樣的運動部位。BC作為創(chuàng)傷敷料治療重度燒傷，有利于皮膚損傷修復，便于快速清洗傷口，愈合速度更快。BC可保持傷口的濕潤環(huán)境，傷口覆蓋可輕松去除，這個操作對病人來說是一個完全無痛的過程。2.3 退熱醒腦貼 可用于發(fā)熱輔助治療及應急物理降溫，該退熱醒腦貼含水率高，其中水以自由水的形式存在，水分蒸發(fā)能有效帶走人體熱量，其中含有清熱醒腦的藥物能緩解由發(fā)熱引起的頭痛、頭暈等不適應癥狀，同時該退熱貼質地柔軟輕便，可根據實際使用部位的形狀和面積剪裁成各種形狀；該退熱貼生物相容性好，不粘連也不刺激皮膚，安全環(huán)保，丟棄后在環(huán)境中能迅速降解，可作為一種綠色環(huán)保的功能性醫(yī)藥材料；該退熱貼的制

7、備方法簡便，易操作，成本低廉，對環(huán)境友好，具有良好的應用前景。2.4 2.4 其他應用其他應用 細菌纖維素膜還可作為緩釋藥物的載體攜帶各種藥物，用于皮膚表面給藥，促使創(chuàng)面的愈合和康復。 作為載體與生物芯片結合，拓展其在癌癥、腫瘤諸多方面的檢測、診斷和治療。 骨 組 織 工 程 支 架、人工角膜等方面 .3.總結與總結與展望問題：問題：u 如何選育得到高產纖維素菌，如何降低BC生產成本？u BC作為支架材料在體內應用的一系列動態(tài)問題，比如探 索BC與宿主細胞長期相處過程中生物相容性問題、體內降解性以及 BC 機械性能的變化等問題還有待解決 細菌纖維素具有優(yōu)異的生物親和性、相容性和良好的可降解性，是一種新型高技術生物納米材料。細菌纖維素由于具有獨特的三維納米纖維網狀結構，高的持水性、結晶度和機械強度，良好的生物相容性和無過敏反應，作為一種新型納米生物材料，在生物醫(yī)用材料的應用中具有巨大的潛力。參考文獻1 湯衛(wèi)華 納米生物材料細菌纖維素在醫(yī)學領域的應用研究.生物