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

摘要

本发明涉及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。疏松层与致密层结合紧密，无明显物理分层，结构连续性好；疏松层与致密层内存在结构的梯度变化，疏松层中具有均匀分布的多孔，最大程度模仿了人体皮肤上密下疏的渐变梯度结构。有利于细胞进入材料内部，明显缩短伤口愈合周期并有效减少愈合后瘢痕的增生；同时保持了细菌纤维素良好的透气性与持水性，能够使创面维持湿态的环境，更利于创面的愈合。成型过程简单，培养周期短，制备过程绿色环保、简便快速、制备成本低廉。

主权项

一种具备疏密结构的多孔细菌纤维素皮肤修复材料的制备方法，其特征是包括以下步骤：1）发酵培养液的调配；发酵培养液组分，以质量百分数计，单位为wt%：葡萄糖、果糖、蔗糖或甘露醇2～5，蛋白胨0.05～0.5，酵母膏0.05～0.5，柠檬酸0.01～0.1，磷酸氢二钠0.02～0.2，磷酸二氢钾0.01～0.1，余量为水；发酵培养液的pH为4.0～6.0；将上述组分混合后经高压蒸汽灭菌后紫外辐照并冷却至室温，通纯氧，即得发酵培养液；2）菌种扩培；将所述的发酵培养液接种和扩培；扩培程度：菌种细胞数目在2×10⁵～2×10⁷个/ml；3）静置培养；将扩培后的菌液转移至装有发酵培养液的培养容器中，放置于恒温培养箱中，28～32℃静置培养；通过分步调节发酵培养液上方空气整体气压以及氧气分压来实现细菌纤维素薄膜的疏密双层结构；通过在疏松层静置培养过程中添加缓释微球，使纤维素微纤丝之间通过分子内与分子间氢键结合，结晶形成细菌纤维素的过程中，原位包覆缓释微球，微球降解后，形成疏松层内部多孔结构；a.细菌纤维素生长诱导期1～2天：控制与发酵培养液液面相接触的空气压力为1个标准大气压，直至细菌将发酵培养液中溶解的氧气消耗殆尽后浮上液面，液面出现一层半透明的细菌纤维素薄膜；b.细菌纤维素快速生长期2～3天：控制与细菌纤维素膜上表面空气压力为1个标准大气压，同时保持氧气体积浓度在10～15%范围内；至细菌纤维素薄膜厚度达到0.3～0.5mm；c.细菌纤维素平稳生长期3～4天：平稳生长期分两个阶段：致密层形成阶段，加压使与细菌纤维素膜上表面相接触的空气压力在1.1～1.5个标准大气压范围内，同时提高氧气浓度至50～100%范围内；直至细菌纤维素膜厚度达到1～4mm；疏松层形成阶段，维持与细菌纤维素膜上表面相接触的空气压力为1个标准大气压，同时维持氧气浓度为10～15%，直至细菌纤维素薄膜厚度增长至2～8mm时，在细菌纤维素薄膜上表面均匀加入缓释微球；维持与细菌纤维素膜上表面接触的空气压力为1个标准大气压，同时维持氧气浓度为10～15%，直至细菌纤维素膜厚度达到8～15mm时将其取出，即得到具备疏密结构的多孔细菌纤维素薄膜；4）后处理；静置培养结束后，将上述的具备疏密结构的多孔细菌纤维素薄膜浸泡至浓度为1～10wt%的氢氧化钠溶液中，煮沸保持2～10小时，用纯净水清洗至pH为7.0，材料内毒素<0.5EU/ml，再将处理后的细菌纤维素薄膜高压灭菌并包装低温封存，即为具备疏密结构的多孔细菌纤维素皮肤修复材料；所述具备疏密结构的多孔细菌纤维素皮肤修复材料是由两层结合紧密的细菌纤维素膜构成，所述的两层结合紧密的细菌纤维素膜为致密层与疏松层；所述的结合紧密是指所述致密层的纤维素微纤丝与所述疏松层的纤维素微纤丝通过β‑1,4‑葡萄糖链中的分子内与分子间氢键结合，形成分子层，层与层之间也通过分子内与分子间氢键结合，无明显物理分层；其中所述致密层中的纤维素含量0.7×10^‑2～1.0×10^‑2g/cm³；所述疏松层中的纤维素含量0.2×10^‑2～0.5×10^‑2g/cm³，所述疏松层中均匀分布有孔径为50～250μm的微孔，孔隙率在80%以上。