細(xì)菌纖維素的研究進(jìn)展(DOC)

1、細(xì)菌纖維素的研究進(jìn)展摘要：細(xì)菌纖維素是一種天然的生物高聚物，具有生物活性、生物適應(yīng)性，具有 獨(dú)特的物理、化學(xué)和機(jī)械性能，例如高的結(jié)晶度、高的持水性、超精細(xì)納 米纖維網(wǎng)絡(luò)、高抗張強(qiáng)度和彈性模量等，因而成為近年來國際上新型生物 醫(yī)學(xué)材料的研究熱點(diǎn)。概括細(xì)菌纖維素的性質(zhì)，發(fā)酵過程，改性方法以及 在生物醫(yī)學(xué)材料上的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：細(xì)菌纖維素；改性；生物醫(yī)學(xué)材料；應(yīng)用0前言細(xì)菌合成纖維素是在1886年由Brown首次報(bào)道的，是膠膜醋酸菌 A.xylium 在靜置培養(yǎng)時(shí)于培養(yǎng)基表面形成的一層白色纖維狀物質(zhì)。后來在許多革蘭氏陰性 細(xì)菌，如土壤桿菌、致瘤農(nóng)桿菌和革蘭氏陽性菌如八疊球菌中也發(fā)現(xiàn)了細(xì)菌纖維 素的產(chǎn)生

2、。細(xì)菌纖維素與天然纖維素結(jié)構(gòu)非常相似，都是由葡萄糖以B 一 1, 4一糖苷鍵連接而成的高分子化合物，此外，細(xì)菌纖維素相對于傳統(tǒng)的纖維素資源 又有其優(yōu)勢，如加工時(shí)不用去木質(zhì)素，可合成高質(zhì)量的紙張或者加工成任何形狀 的無紡織物，還可通過發(fā)酵條件的改變控制合成不同結(jié)晶度的纖維素，從而可根 據(jù)需要合成不同結(jié)晶度的纖維素。從纖維素的發(fā)現(xiàn)至今已有一百多年的歷史，但由于無合適的實(shí)驗(yàn)手段以及纖 維素的產(chǎn)量較低，因此多年來一直未受到足夠重視。近十幾年來隨著分子生物學(xué) 的發(fā)展和體外無細(xì)胞體系的應(yīng)用，細(xì)菌纖維素的生物合成機(jī)制已有了很深人的研 究，同時(shí)在細(xì)菌纖維素的應(yīng)用方面也有了很大進(jìn)展。1.細(xì)菌纖維素的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和理

3、化特性1.1化學(xué)特性經(jīng)過長期的研究發(fā)現(xiàn)，BC和植物纖維素在化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)上沒有明顯的區(qū) 別，均可以視為是由很多D-吡喃葡萄糖苷彼此以(1-4)糖苷鍵連接而成的線型高分 子，相鄰的吡喃葡萄糖的6個(gè)碳原子不在一個(gè)平面上，而是呈穩(wěn)定的椅式立體結(jié) 構(gòu)。日本的Masuda等采用13C和1H旋轉(zhuǎn)擴(kuò)散核磁共振分析了 BC的纖維素結(jié)構(gòu)， 試驗(yàn)結(jié)果表明：在CP/MAS13C NMR圖譜上出現(xiàn)共振線很大地分裂為低場線和高場 線，其原因可能是高場線處的C4與微纖維中CH2OH的混亂的氫鍵結(jié)合在一起的 構(gòu)象不規(guī)則所引起的結(jié)構(gòu)缺陷。1.2細(xì)菌纖維素的聚合度，結(jié)晶度及其性質(zhì)BC的聚合度隨著培養(yǎng)方式和條件不同而有很大差異，

4、動態(tài)培養(yǎng)時(shí)較低，約為3000-5000,靜態(tài)培養(yǎng)時(shí)可以高達(dá)16000,優(yōu)質(zhì)棉纖維為113000-14000,棉短絨為5000左右，木漿纖維素為7000-10000。結(jié)晶度高于普通高等植物纖維，而低 于藻類(Vatinia)和動物纖維(Tunicin)。結(jié)晶度增加，纖維的抗張強(qiáng)度、楊氏模量、 硬度、比重和體積的穩(wěn)定性會隨之增加，而伸長率、吸濕性、潤脹度、柔軟性和 化學(xué)反應(yīng)性均會隨之降低。但是 BC纖維的吸濕性、潤脹度、柔軟性和化學(xué)反應(yīng) 活性卻比高等植物纖維素好得多這個(gè)反常規(guī)的原因可能是由于細(xì)菌纖維超細(xì)(納米級)特點(diǎn)所造成，有待于深入研究。Strobin等通過凝膠滲透色譜法研究了 BC在不同培養(yǎng)時(shí)

5、間以及培養(yǎng)基組成時(shí) 的聚合度和聚合度分布性，結(jié)果表明：隨培養(yǎng)時(shí)間的延長，其聚合度隨之增加，到 28天時(shí)開始降低，但聚合度分布性卻增加。1.3細(xì)菌纖維素膜的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)BC成膜性能好，BC膜的抗撕能力比聚乙烯膜和聚氯乙烯膜要強(qiáng)5倍；BC膜持水量高，其內(nèi)部有很多“孔道”，有良好的透氣、透水性能，通常情況下持 水率大于1:50,經(jīng)特殊處理可達(dá)1:700,并且具有高的濕強(qiáng)度。Wfochowicz等采用X-射線衍射研究了在不同培養(yǎng)時(shí)間發(fā)酵的細(xì)菌纖維素的 納米結(jié)構(gòu)；采用重量分析法可知膜的持水率隨培養(yǎng)時(shí)間延長而從193%降到120%。廣角衍射測試表明：不管培養(yǎng)時(shí)間的長短，膜均有半結(jié)晶形態(tài)；小角衍射測試表明 纖

6、維素結(jié)晶纖維隨機(jī)地分布在無定相中。Dubey研究了除去蛋白質(zhì)后的BC膜在二元溶劑體系 冰-醇)中的全蒸發(fā)，隨 乙醇的濃度增加，對纖維素膜的滲透通量、選擇性、全蒸發(fā)分離指數(shù) (PSI)和吸氣 度進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)纖維素膜對水有高的選擇性，當(dāng)乙醇濃度高于70%時(shí)纖維素膜仍能透過95%的水，當(dāng)二元體系中含水量少于 30%時(shí)，纖維素膜對水的選擇度 在125-287范圍，滲透通量高于100g/m2, PSIy約為104g/m2h。1.4細(xì)菌纖維素的介電性能Baranov等研究了由納米晶體構(gòu)成的 BC在頻率100Hz到1MHz之間，溫度 在100-400K之間的介電性能，高溫狀態(tài)下纖維素的介電常數(shù)的異常行為

7、可以通過 纖維素中水分子的吸附和解吸特征來解釋，低于320K時(shí)，纖維素膜吸水，而高于此溫度時(shí)將解吸水。1.5細(xì)菌纖維素的溶解性能Tamai發(fā)現(xiàn)BC在8%的二甲基乙酞胺的溶液中溶解形成均質(zhì)溶液，而在某個(gè) 濃度時(shí)會形成非均質(zhì)溶液。B.Laszkiewicz從實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，BC像云杉纖維一樣，聚合度低于400，可以在 5C下溶于8.5%的NaOH溶液中。當(dāng)NaOH溶液中加入1%的尿素時(shí)，BC的溶解 度會增加，聚合度不超過560就可以溶解。這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有重要的實(shí)用意義， 它指出了不用汽蒸或酶生物轉(zhuǎn)移活化纖維素，而是通過纖維素紡絲液制備纖維的 可能性。這種方法不同于傳統(tǒng)的粘膠法生產(chǎn)纖維素，溶劑是一種對環(huán)

8、境無毒，價(jià) 格便宜，不需要制備纖維素衍生物的直接溶劑。1.6其他性質(zhì)較高的生物適應(yīng)性和良好的生物可降解性，可利用廣泛的基質(zhì)進(jìn)行生產(chǎn)可以 進(jìn)行烷基化、輕烷基化、羧甲基化、硝基化、氰乙基化、氨基甲酸酯化以及多種 接枝共聚反應(yīng)和交聯(lián)反應(yīng)，其化學(xué)反應(yīng)的可及度和反應(yīng)性均強(qiáng)于普通植物纖維。 日本學(xué)者在用BC、棉短絨和木漿纖維制造三醋酸纖維素酯和二醋酸纖維素酯時(shí) 發(fā)現(xiàn)，相同條件下，BC完成反應(yīng)速度快、耗時(shí)少。2.細(xì)菌纖維素的生物合成目前除醋酸菌屬外，根瘤菌屬(Rhizobium)、八疊球菌屬(Sardna)、假單胞菌 屬(Pseudomonas、無色桿菌屬(Achromobacter)、產(chǎn)堿菌屬(Alcal

9、igenes)、氣桿菌屬 (Aerobacter)、固氮菌屬(Azotobacter)等的某些種也能生成細(xì)菌纖維素。研究比較 全面的是木醋桿菌(Acetobacter xylinum)。在木醋桿菌生物代謝過程中戊糖循環(huán) (HMP)和檸檬酸循環(huán)(TCA)2條代謝途 徑參與了細(xì)菌纖維素的生物合成。由于糖酵解(EMP)活力缺乏或微弱，即缺乏磷酸果糖激酶或酶活力微弱，因此木醋桿菌不能在厭氧條件下代謝葡萄糖。從草酰 乙酸經(jīng)丙酮酸鹽，由于草酰乙酸脫羧酶和丙酮酸鹽激酶奇特調(diào)節(jié)作用，木醋桿菌 發(fā)生糖原異生作用。在這種條件下，一條代謝途徑是由己糖磷酸鹽通過異構(gòu)化和 磷酸化，直接合成纖維素。另一種為非直接途徑，即

10、經(jīng)過戊糖循環(huán)和葡糖異生途 徑生成纖維素。其中由己糖磷酸鹽直接轉(zhuǎn)化成纖維素時(shí)，不需要己糖碳骨架中碳 鏈的改變。由己糖磷酸鹽或通過五碳糖循環(huán)生成纖維素都需能量代謝系統(tǒng)進(jìn)行調(diào) 節(jié)，其調(diào)節(jié)位點(diǎn)在對ATP敏感、連接葡萄糖-6-磷酸脫氫酶的煙酰胺腺嘌呤二核苷 酸(NAD)上。在木醋桿菌中有兩種不同的葡萄糖-6-磷酸脫氫酶，但只有一種葡萄 糖-6-磷酸脫氫酶被ATP抑制。木醋桿菌生物合成纖維素與氧化代謝過程同步進(jìn) 行，但與蛋白質(zhì)合成體系無關(guān)。細(xì)菌纖維素合成的前體物為尿苷二磷酸葡萄糖，由葡萄糖合成纖維素的4個(gè)主要酶催反應(yīng)步驟分別是：葡萄糖激酶的對葡萄糖的磷酸化作用；葡萄糖磷酸異構(gòu) 酶將6-磷酸葡萄糖通過異構(gòu)作

11、用轉(zhuǎn)化成1-磷酸葡萄糖；焦磷酸化酶將1-磷酸葡萄 糖轉(zhuǎn)化成尿苷二磷酸葡萄糖；以及纖維素合成酶的合成作用。纖維素合成酶催化 合成纖維素的最后一步為：UDP-Glc+( B -1，4-glucose)nUDP+( B -1，4-glucose)n+1通過對木醋桿菌細(xì)菌纖維素生物合成的研究，發(fā)現(xiàn)細(xì)菌纖維素合成步驟的最 后一步是在細(xì)胞膜上進(jìn)行的。c-di-GMP(環(huán)狀鳥苷酸)是細(xì)菌纖維素合成調(diào)節(jié)機(jī)制 的關(guān)鍵因子，c-di-GMP是作為纖維素合成酶變構(gòu)催化劑起作用。在纖維素生物合成中如果沒有c-di-GMP，纖維素合成酶將失去活性。c-di-GMP濃度的高或低(合 成或降解)被認(rèn)為是由兩條具有相反作用途

12、徑并由與這兩條途徑有關(guān)的與膜相連 的二鳥苷酸環(huán)化酶控制。兩個(gè)GTP(鳥苷三磷酸)分子在二鳥苷酸環(huán)化酶催化作用下，首先釋放出一個(gè)分子 PPi后轉(zhuǎn)變?yōu)榫€性二核苷酸三磷酸 pppGpG,在釋放出 一分子PPi，進(jìn)而合成c-di-GMP，與此同時(shí)，PPi迅速的分解而生成Pi。Mg2+對 二鳥苷酸環(huán)化酶有激活作用。纖維素的生物合成將由于兩種c-di-GMP磷酸二酯酶 A和B的作用而終止。PDE-A從環(huán)形結(jié)構(gòu)上切下單個(gè)的磷酸二酯，將具有活性的c-di-GMP變?yōu)椴痪呋钚缘木€性二聚物pGpG。非活性的二聚物磷酸二酯酶B(PDE-B)的催化作用下被轉(zhuǎn)變?yōu)?個(gè)5' -GMP。Ca2+選擇性抑制PDE-A

13、的活性。細(xì)菌纖維素的分泌過程是伴隨細(xì)菌纖維素的生物合成同時(shí)進(jìn)行的。隨著醋酸 菌生長，大約12至70分子的細(xì)菌纖維素從細(xì)胞表面間隔大約為10nm的微孔同時(shí)分泌到培養(yǎng)基中。在細(xì)胞表面這些纖維素分子通過氫鍵互相連接，形成純的纖 維素纖絲。這種纖絲在純度上和超分子結(jié)構(gòu)上優(yōu)于植物纖維素的纖絲。細(xì)菌纖維 素的X-射線的分析顯示了纖維素顆粒（分子）的具有高度規(guī)則的晶體結(jié)構(gòu)。細(xì)菌纖 維素纖絲的網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)有很大的表面積，具有高持水能力和抗撕強(qiáng)度。一個(gè)醋酸桿 菌可以在培養(yǎng)基中通過B -1 , 4糖苷鍵聚合20000個(gè)葡糖分子形成單一、扭曲、 帶狀的微細(xì)纖維。帶狀的微細(xì)纖維隨著細(xì)胞的生長分裂而并不斷裂。事實(shí)上，纖 維

14、素的生成模型中，葡糖聚合以及微細(xì)纖維素的連接作用是緊密相連同時(shí)進(jìn)行的 兩個(gè)步驟。3細(xì)菌纖維素的發(fā)酵生產(chǎn)木醋桿菌的培養(yǎng)方法有靜態(tài)法和動態(tài)法。靜態(tài)法是指將菌種靜置培養(yǎng)，在發(fā) 酵液表面產(chǎn)生纖維素膜。動態(tài)法則是在機(jī)械攪拌罐或氣升式生化反應(yīng)器中通風(fēng)培 養(yǎng)細(xì)菌，纖維素完全分散在發(fā)酵液中，呈不規(guī)則的絲狀、星狀或微團(tuán)狀。木醋桿菌發(fā)酵生產(chǎn)纖維素需要適合發(fā)酵條件的培養(yǎng)基，且培養(yǎng)基的組成對纖 維素的產(chǎn)量有很大的影響。另外，改進(jìn)發(fā)酵工藝設(shè)計(jì)合理的發(fā)酵裝置、優(yōu)良菌株 的獲得，都是獲得理想的纖維素產(chǎn)品的途徑。向基礎(chǔ)培養(yǎng)基中添加適量的煙酸胺、乙醇、木素磺化鹽、瓊脂、聚多糖、醋 酸和檸檬酸等可以提高BC的產(chǎn)量。S.Keshk

15、等研究了培養(yǎng)基中加入木素磺化鹽對 BC產(chǎn)量和結(jié)構(gòu)性質(zhì)的影響。Tonouchi等人發(fā)現(xiàn)在木醋桿菌生產(chǎn)纖維素的過程中加入少量的纖維素酶可以 提高纖維素的產(chǎn)量。設(shè)計(jì)不同類型的反應(yīng)器，如：硅橡膠膜生物反應(yīng)器、板或圓盤生物反應(yīng)器、旋 轉(zhuǎn)盤生物反應(yīng)器、改進(jìn)的氣升式生物反應(yīng)器等來提高纖維素產(chǎn)量。4細(xì)菌纖維素的改性4.1生物改性BC是由醋酸菌屬、土壤桿菌屬、根瘤菌屬和八疊球菌屬中的某種微生物在 不同的條件下發(fā)酵合成的。不同的培養(yǎng)方式、不同的培養(yǎng)基組成以及不同的培養(yǎng) 模型，都會對發(fā)酵產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)與性能產(chǎn)生很大的影響。采用不同的培養(yǎng)方法，如 靜態(tài)培養(yǎng)和動態(tài)培養(yǎng)，利用醋酸菌可以得到不同高級結(jié)構(gòu)的纖維素。通過調(diào)節(jié)培 養(yǎng)

16、條件，也可得到化學(xué)性質(zhì)有差異的BC。例如在培養(yǎng)液中加入水溶性高分子如羧甲基纖維素、半纖維素、殼聚糖、熒光染料以及葡聚糖內(nèi)切酶等可獲得不同微結(jié)構(gòu)和聚集行為的纖維，而羧甲基纖維素或羧甲基甲殼素的導(dǎo)入使BC具有了吸收和交換金屬離子的特性。此外，改變不同葡萄糖衍生物碳源可控制微纖維的納 米尺寸，運(yùn)用不同的模型可形成各種形狀的功能材料。4.2化學(xué)改性生物改性雖然是一種綠色可持續(xù)的方法，但是存在微生物發(fā)酵環(huán)境要求嚴(yán)格、 培養(yǎng)周期長、成本高等問題。相比于生物改性，化學(xué)改性合成衍生物目標(biāo)明確， 不受試劑種類的限制且反應(yīng)時(shí)間短，也是一種很有開發(fā)潛力的BC改性途徑。目前國內(nèi)對植物纖維素的改性研究已經(jīng)有了很深入的研

17、究，而BC與植物纖維素一樣可以進(jìn)行羧甲基化、乙酰化、磷酸化、磺酸化以及多種接枝共聚反應(yīng)和交聯(lián)反 應(yīng)，以制備一系列纖維素衍生物。BC有著比植物纖維素更優(yōu)良的性能，獨(dú)特的納米纖維結(jié)構(gòu)使其比表面積更大。在化學(xué)反應(yīng)過程中，BC分子鏈上的-OH具有更高的活性和可及度，因而相對于植物纖維素 BC反應(yīng)速度快、反應(yīng)時(shí)間短。但 是BC高的結(jié)晶度和強(qiáng)的分子之間作用力使得其溶解性能很差，不溶于酸堿以及 常用的有機(jī)溶劑，均相反應(yīng)較難實(shí)現(xiàn)，因而目前主要是通過表面改性和非均相改 性的方法對BC進(jìn)行改性。4.3復(fù)合改性復(fù)合改性相對于前兩種改性方法來說，操作更加簡單環(huán)保，能在一定程度上 改善BC的力學(xué)、光學(xué)、細(xì)胞粘附等性能，

18、也是一種比較實(shí)用的方法。Cai等將BC水凝膠膜直接浸入膠原（COL）溶液中一定時(shí)間后經(jīng)冷凍-解凍制得COL-BC 復(fù)合水凝膠。膠原的引入明顯提高了 BC對3T3成纖維細(xì)胞黏附性，同時(shí)膠原對 BC也起到了一定的增強(qiáng)作用。COL-BC復(fù)合支架材料具有較好的生物活性， 有利 于細(xì)胞的黏附增殖，同時(shí)還具有較高的力學(xué)強(qiáng)度，是一種具有廣闊應(yīng)用前景的生 物醫(yī)用材料。Wang等將BC膜在一定濃度的PVA溶液中浸泡一定時(shí)間后經(jīng)冷凍- 解凍法，溶脹平衡，真空干燥制得 BC-PVA復(fù)合膜材料5細(xì)菌纖維素在生物醫(yī)學(xué)材料中應(yīng)用細(xì)菌纖維素由于具有獨(dú)特的生物親和性、生物相容性、生物可降解性、生物 適應(yīng)性和無過敏反應(yīng)，以及高

19、的持水性和結(jié)晶度、良好的納米纖維網(wǎng)絡(luò)、高的張 力和強(qiáng)度，尤其是良好的機(jī)械韌性，因此在組織工程支架、人工血管、人工皮膚 以及治療皮膚損傷等方面具有廣泛的用途，是國際生物醫(yī)用材料研究的熱點(diǎn)之一。5.1BC在組織工程支架中的應(yīng)用生物相容性對于組織工程支架的構(gòu)建是必不可少的。在研究組織工程BC支架構(gòu)建中，體內(nèi)生物相容性的評價(jià)非常重要。H elenius等系統(tǒng)地研究了 BC的體 內(nèi)生物相容性。實(shí)驗(yàn)中他們把 BC植入老鼠體內(nèi)112周，利用組織免疫化學(xué)和 電子顯微鏡技術(shù)，從慢性炎癥反應(yīng)、異物排斥反應(yīng)以及細(xì)胞向內(nèi)生長和血管生成 等方面的特征來評價(jià)植入物的體內(nèi)相容性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)植入物周圍無肉眼和顯微鏡 可見的炎癥

20、反應(yīng)，沒有纖維化被膜和巨細(xì)胞生成。BC被成纖維細(xì)胞侵入，與宿主組織融為一體，未引起任何慢性炎癥反應(yīng)。因此可以斷定BC的生物相容性非常好，在組織工程支架構(gòu)建方面具有潛在價(jià)值。5.2BC在人工血管中的應(yīng)用眾所周知，當(dāng)血管由于動脈硬化、血管老化或破損等原因不能正常工作時(shí)， 需進(jìn)行血管移植重建。全世界每年要施行的許多血管重建手術(shù)由于自體血管來源 有限，而異體血管強(qiáng)烈的排異作用，以及來源少和價(jià)格昂貴等原因，常不得不使用人工合成血管作為替代品。目前，國際臨床上使用最廣泛的、用于替代大于6mm的人工血管是編織型的滌綸聚酯血管和膨體聚四氟乙烯血管，這是因?yàn)樗鼈兘Y(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，在體內(nèi)可長期工作而不發(fā)生降解，但是它

21、們?nèi)源嬖谥簧偃秉c(diǎn)和 不足，譬如血栓的形成和新生內(nèi)膜增厚導(dǎo)致血管堵塞，至今尚無十分理想的血管 替代物。基于同樣原因，用于置換小于 6mm的動、靜脈血管的人工血管還沒有 開發(fā)成功。臨床上是采用自體血管進(jìn)行修復(fù)，例如冠狀動脈搭橋手術(shù)。近30年來，人們一直在致力于這方面的研究。5.3BC在人工皮膚以及皮膚損傷治療中的應(yīng)用自1987年以來有近10個(gè)皮膚傷病醫(yī)療單位已報(bào)道 400多例應(yīng)用BC膜 治療燒傷、燙傷、褥瘡、皮膚移植、創(chuàng)傷和慢性皮膚潰瘍等取得成功的實(shí)例，現(xiàn) 已有用其制成的人工皮膚、紗布、繃帶和創(chuàng)口貼等傷科敷料商品。與其它人工皮 膚和傷科敷料相比，該膜的主要特點(diǎn)是在潮濕情況下機(jī)械強(qiáng)度高、對液、氣及

22、電 解物有良好的通透性、與皮膚相容性好， 無刺激性，可有效緩解疼痛，防止細(xì)菌的感染和吸收傷口滲出的液體，促進(jìn)傷口 的快速愈合，有利于皮膚組織生長。此膜還可作為緩釋藥物的載體攜帶各種藥物， 利于皮膚表面給藥，促使創(chuàng)面的愈合和康復(fù)。6結(jié)束語生物醫(yī)學(xué)材料由于直接關(guān)系到人類的生命與健康，且面臨著全球人口的巨大 市場需求，因而得到世界各國的廣泛重視。目前對細(xì)菌纖維素的研究主要集中在 附加值較高的醫(yī)學(xué)生物材料上，例如組織工程支架、骨支架、軟骨支架、人工血 管、人工皮膚以及藥物載體等方面。但是真正能應(yīng)用到臨床上的產(chǎn)品還不多，除 了巴西的商品BioFill夕卜，大部分的研究還停留在細(xì)胞水平和動物實(shí)驗(yàn)等初級階

23、段，離臨床應(yīng)用仍有一定距離。在我國，人們對細(xì)菌纖維素的了解和認(rèn)識還不足， 對其研究尚處于初級階段，大部分集中在食品、食品添加劑和造紙應(yīng)用等方面， 在生物醫(yī)用材料上的開發(fā)應(yīng)用上相關(guān)報(bào)道較少。由于細(xì)菌纖維素具有優(yōu)秀的生物 親和性、生物相容性、生物適應(yīng)性和良好的生物可降解性，因此該纖維素必將成 為世界上性能優(yōu)異的新型生物納米高技術(shù)材料。目前BC應(yīng)用的主要技術(shù)障礙一是發(fā)酵水平較低，產(chǎn)量低、成本高、價(jià)格不 抵普通植物纖維素，二是進(jìn)一步研究和利用BC的成模和成型的工藝技術(shù)還沒有解決，三是做為生物醫(yī)用材料，其與生物體長期作用效果、體內(nèi)的降解性、與宿 主組織和細(xì)胞相容性，以及在體內(nèi)時(shí)BC的機(jī)械、物理和化學(xué)性能

24、的變化等一系列問題還需要進(jìn)一步研究。要解決上述問題，今后的研究方向主要有兩個(gè)：一是 要研究設(shè)計(jì)可行的發(fā)酵設(shè)備及發(fā)酵工藝以提高纖維素產(chǎn)量，降低其成本；二是要 研制開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的BC生物醫(yī)用材料。參考文獻(xiàn)：1 胡曉燕，曲音波等細(xì)菌纖維素的研究進(jìn)展纖維素科學(xué)與技 術(shù),1998,12(6):57-64.2 潘穎等.細(xì)菌纖維素的制備及改性研究J.現(xiàn)代化工，2000,(7): 15.3 趙日升，朱勇軍.細(xì)菌纖維素的改性研究進(jìn)展J.中國生物醫(yī)學(xué)工程雜質(zhì)，2012,08(18): 335-338.4 譚玉靜,洪楓.細(xì)菌纖維素在生物醫(yī)學(xué)材料中的應(yīng)用.中國生物工程雜志，2007,27:126-131. 賈士儒,馬霞等.細(xì)菌纖維素結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的初步研究J.纖維素科學(xué)與技術(shù)，2002, 9(10): 25-30. 楊禮富.細(xì)菌纖維素研究新進(jìn)展.微生物學(xué)通報(bào)，2003,30:95-98.7 賈士儒，歐宏宇等.新型生物材料一細(xì)菌纖維素食品與發(fā)酵工業(yè)，27(1):54-58.8 顏志勇，王華平等.細(xì)菌纖維素的晶體結(jié)構(gòu)J.材料導(dǎo)報(bào),2008,08(22):127-135.9 施慶珊.細(xì)菌纖維素的研究進(jìn)展.生物學(xué)雜志,2004,10(21):12-15.10 賈士儒等.細(xì)菌纖維素的生物合成及其應(yīng)用.化工科技市場，2001,2(2):21-23.11 郝常明，羅祎