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(yīng)用材料方面的應(yīng)用細菌纖維素概況1細菌纖維素的應(yīng)用2總結(jié)與展望3Contents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(chǎn)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(chǎn)生纖維素的細菌主要有Acetobacter（醋桿菌），Rhizobium（根瘤菌），Agrobacterium（農(nóng)桿菌）等。研究最多、產(chǎn)量最高的細菌Acetobacter xylinum(木醋桿菌)。v從纖維素的分子組

2、成看，細菌纖維素是由-D-葡萄糖通過-1，4-葡萄糖苷鍵結(jié)合成的直鏈，鏈間彼此平行，不呈螺旋構(gòu)象，無分支結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)，圖1-1(b)。v數(shù)個鄰近的p-1,4-葡聚糖鏈由分子鏈內(nèi)與鏈間的氫鍵穩(wěn)定結(jié)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(jié)構(gòu)細菌纖維素的結(jié)構(gòu)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(jié)晶度和高化學(xué)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

3、收60-700倍于其干中的水分。v極佳的形狀維持能力和抗撕力。 v較高的生物適應(yīng)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(chǎn)品 b) BC的掃描電子顯微照片(b)(b)2、細菌纖維素的應(yīng)用2.1 人造血管 小口徑人造血管（內(nèi)徑6mm） 的研究由于順應(yīng)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(lǐng)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(yīng)性、良好的生

4、物相容性、高機械強度等。 BC在生物合成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(nèi)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(cè)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(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 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(chǎn)品細菌纖維素在潮濕情況下機械強度高、

5、對水分及電解物有良好的通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透性、有良好的生物適應(yīng)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(yīng)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(yīng)用在傷口，可應(yīng)用在傷口治療等領(lǐng)域。治療等領(lǐng)域。XcellXcell作為人類臨時皮膚替代品己被成功應(yīng)用于治療二級作為人類臨時皮膚替代品己被成功應(yīng)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(yīng)性和

6、彈性很好，在傷口處，BC材料與病人身體高度貼合，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(fù)，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(yīng)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(yīng)癥狀，同時該退熱貼質(zhì)地柔軟輕便，可根據(jù)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

7、一種綠色環(huán)保的功能性醫(yī)藥材料；該退熱貼的制備方法簡便，易操作，成本低廉，對環(huán)境友好，具有良好的應(yīng)用前景。2.4 2.4 其他應(yīng)用其他應(yīng)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(fù)。 作為載體與生物芯片結(jié)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(jié)與總結(jié)與展望問題：問題：u 如何選育得到高產(chǎn)纖維素菌，如何降低BC生產(chǎn)成本？u BC作為支架材料在體內(nèi)應(yīng)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(nèi)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(shù)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(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，高的持水性、結(jié)晶度和機械強度，良好的生物相容性和無過敏反應(yīng)，作為一種新型納米生物材料，在生物醫(yī)用材料的應(yīng)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(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用研究.生