生物医用材料 - 副本 (2)

1、班级：班级：50775077姓名：陈富磊姓名：陈富磊纳米生物材料细菌纤维素在医用纳米生物材料细菌纤维素在医用材料方面的应用材料方面的应用细菌纤维素概况1细菌纤维素的应用2总结与展望3Contents目录1、细菌纤维素概况细菌纤维素概况v细菌纤维素(Bacterial Cellulose，BC)是一类由微生物产生的纳米级纤维素，是天然的高分子材料，纤维直径20-100nm。v能够产生纤维素的细菌主要有Acetobacter（醋杆菌），Rhizobium（根瘤菌），Agrobacterium（农杆菌）等。研究最多、产量最高的细菌Acetobacter xylinum(木醋杆菌)。v从纤维素的分子组

2、成看，细菌纤维素是由-D-葡萄糖通过-1，4-葡萄糖苷键结合成的直链，链间彼此平行，不呈螺旋构象，无分支结构，v图1-1(a)。v相邻的吡喃葡萄糖的6个碳原子不在同一个平面上，呈稳定的椅状立体结构，图1-1(b)。v数个邻近的p-1,4-葡聚糖链由分子链内与链间的氢键稳定结合而形成不溶于水的聚合物，图1-1（c）。1.1 1.1 细菌纤维素的结构细菌纤维素的结构1.2 .2 细菌纤维素的特性细菌纤维素的特性v纤维超细。纤维直径20-100nmv合成速率高。每个木粗杆菌每小时可聚合1.5108个葡萄糖分子v高结晶度和高化学纯度。以100%纤维素形式存在 v高抗张强度和弹性模量。 v高持水量。能吸

3、收60-700倍于其干中的水分。v极佳的形状维持能力和抗撕力。 v较高的生物适应性和良好的生物可降解性。图1-2 细菌纤维素与各种纤维直径对比1.3 1.3 细菌纤维素的合成细菌纤维素的合成图1-3 细菌纤维素的生物合成途径图1-3 a）静态培养的细菌纤维素产品 b) BC的扫描电子显微照片(b)(b)2、细菌纤维素的应用2.1 人造血管 小口径人造血管（内径6mm） 的研究由于顺应性和通畅性等问题还没有解决， 一直是国际上人造血管研究的难点。开发新的小口径人造血管，已是血管外科领域非常迫切的事情。BC作为一种新型生物材料，与其他血管替代物相比，有以下特性，如与人大隐静脉相似的顺应性、良好的生

4、物相容性、高机械强度等。 BC在生物合成过程中具有很强的可塑性，包括形状、大小和性能等方面， 因此通过微生物培养合成各种小口径管是完全可行的，同时一系列动物实验也表明BC管是一种非常有潜力的人造血管材料。 当在体外和体内测试时，BC管表现出良好的血液生物相容性。图 1-4 在不同直径的硅胶管中得到的 BC-TS凝胶：a-f 外径分别为20,10,5,4,3,1mm的BC-TS凝胶的侧视图，g 外径为10mm的 BC-TS凝胶俯视图图 1-5 SEM下细菌纤维素管壁的网状结构 100002.2 2.2 伤口敷料伤口敷料图1-6 美国XCell公司的细菌纤维素产品细菌纤维素在潮湿情况下机械强度高、

5、对水分及电解物有良好的通细菌纤维素在潮湿情况下机械强度高、对水分及电解物有良好的通透性、有良好的生物适应性、无刺激性，能防止细菌感染，有利于皮透性、有良好的生物适应性、无刺激性，能防止细菌感染，有利于皮肤组织生长。不会刺激皮肤，被称为肤组织生长。不会刺激皮肤，被称为“第二层皮肤第二层皮肤”，可应用在伤口，可应用在伤口治疗等领域。治疗等领域。XcellXcell作为人类临时皮肤替代品己被成功应用于治疗二级作为人类临时皮肤替代品己被成功应用于治疗二级三级皮肤烧伤、皮肤移植以及慢性皮肤溃疡等疾病三级皮肤烧伤、皮肤移植以及慢性皮肤溃疡等疾病图1-6 细菌纤维素覆盖在受伤的手和手臂上 BC材料的顺应性和

6、弹性很好，在伤口处，BC材料与病人身体高度贴合，比如躯干和面孔和手这样的运动部位。BC作为创伤敷料治疗重度烧伤，有利于皮肤损伤修复，便于快速清洗伤口，愈合速度更快。BC可保持伤口的湿润环境，伤口覆盖可轻松去除，这个操作对病人来说是一个完全无痛的过程。2.3 退热醒脑贴 可用于发热辅助治疗及应急物理降温，该退热醒脑贴含水率高，其中水以自由水的形式存在，水分蒸发能有效带走人体热量，其中含有清热醒脑的药物能缓解由发热引起的头痛、头晕等不适应症状，同时该退热贴质地柔软轻便，可根据实际使用部位的形状和面积剪裁成各种形状；该退热贴生物相容性好，不粘连也不刺激皮肤，安全环保，丢弃后在环境中能迅速降解，可作为

7、一种绿色环保的功能性医药材料；该退热贴的制备方法简便，易操作，成本低廉，对环境友好，具有良好的应用前景。2.4 2.4 其他应用其他应用 细菌纤维素膜还可作为缓释药物的载体携带各种药物，用于皮肤表面给药，促使创面的愈合和康复。 作为载体与生物芯片结合，拓展其在癌症、肿瘤诸多方面的检测、诊断和治疗。 骨 组 织 工 程 支 架、人工角膜等方面 .3.总结与总结与展望问题：问题：u 如何选育得到高产纤维素菌，如何降低BC生产成本？u BC作为支架材料在体内应用的一系列动态问题，比如探 索BC与宿主细胞长期相处过程中生物相容性问题、体内降解性以及 BC 机械性能的变化等问题还有待解决 细菌纤维素具有优异的生物亲和性、相容性和良好的可降解性，是一种新型高技术生物纳米材料。细菌纤维素由于具有独特的三维纳米纤维网状结构，高的持水性、结晶度和机械强度，良好的生物相容性和无过敏反应，作为一种新型纳米生物材料，在生物医用材料的应用中具有巨大的潜力。参考文献1 汤卫华 纳米生物材料细菌纤维素在医学领域的应用研究.生