專利名稱：細(xì)菌纖維素與肝素復(fù)合材料及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物醫(yī)學(xué)材料的制備，特別是一種細(xì)菌纖維素與肝素復(fù)合材料及制備方法。
背景技術(shù)：
長(zhǎng)期以來(lái)，血管類疾病一直嚴(yán)重危害著人們的健康，而自體血管來(lái)源有限，而異體 血管強(qiáng)烈的排異作用，以及來(lái)源少和價(jià)格昂貴等原因，使得血管替代材料迅速發(fā)展。臨 床上應(yīng)用較多的是膨體聚四氟乙烯，滌綸及聚氨酯等材料，但這些材料的缺點(diǎn)是生物相 容性差，而細(xì)菌纖維素由于其良好的生物相容性及力學(xué)性質(zhì)，越來(lái)越受到研究者的關(guān)注。 將細(xì)菌纖維素用于血管組織工程支架的研究已有了一些成就，但還不夠全面和深入。細(xì) 菌纖維素與天然纖維素有著相近的化學(xué)組成及結(jié)構(gòu)，但它有高度規(guī)則的晶體結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度 高，能夠承受血液對(duì)材料的沖擊。此外，細(xì)菌纖維素的最大特點(diǎn)在于，它是一種納米材 料，這種納米纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)與天然血管的細(xì)胞外基質(zhì)結(jié)構(gòu)極其相似，因而將細(xì)菌纖維素 應(yīng)用于人工血管有著重大的意義。未經(jīng)改性的細(xì)菌纖維素人工血管在體內(nèi)與血液有著較 好的相容性，短期內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生血栓，但其長(zhǎng)期的生物相容性狀況仍待研究，因此應(yīng)盡可 能的對(duì)其進(jìn)行改性，以提高其生物相容性。
肝素是一種酸性的粘多糖，廣泛分布于哺乳動(dòng)物的組織中，如腸粘膜、十二指腸、 肺、肝、心、胰臟、胎盤、血液等。天然肝素是一種相對(duì)分子量不均一的混合物，現(xiàn)在 主要從牛肺或豬小腸粘膜提取。肝素是由六糖或八糖重復(fù)單位組成的線性鏈狀分子，結(jié) 構(gòu)如下三硫酸雙糖單位是肝素的主要雙糖單位，L-艾杜糖醛酸是此糖的糖醛酸。二硫
酸雙糖的糖醛酸是D-葡萄糖醛酸。三硫酸雙糖和二硫酸雙糖以約3:1的比例交替聯(lián)結(jié)。 因此，肝素具有強(qiáng)酸性并帶有負(fù)電荷。肝素作為抗凝劑進(jìn)入臨床巳經(jīng)歷了 70多年的考驗(yàn)， 為心血管外科和血液透析的發(fā)展作出了巨大貢獻(xiàn)。以肝素為主的抗凝、抗血栓療法己成 為預(yù)防和治療血栓栓塞類疾病的極其重要手段。
近年來(lái)研究較多的血管替代材料改性的方法是將肝素涂覆在材料的表面，以改善材 料的抗凝血性質(zhì)。但這樣涂覆的方法須在材料制備完成后，再次迸行操作，工藝繁瑣， 而且肝素容易脫落。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種細(xì)菌纖維素與肝素復(fù)合材料及制備方法，本發(fā)明首次將 肝素分布在細(xì)菌纖維素的結(jié)構(gòu)中，與涂覆相比，這種通過(guò)共培養(yǎng)獲得改性材料的方法， 使材料本身結(jié)構(gòu)中攜帶肝素，操作簡(jiǎn)單易行，二者在共培養(yǎng)的過(guò)程中一次性完成復(fù)合， 以期達(dá)到提高材料的抗凝血性質(zhì)的目的,對(duì)改善材料的抗凝血性質(zhì)有重大意義。
本發(fā)明提供的一種細(xì)菌纖維素與肝素復(fù)合材料是以細(xì)菌纖維素與肝素為原料，按照細(xì)菌纖維素的種子培養(yǎng)液與肝素的質(zhì)量比為100: 0.1~15進(jìn)行配料，經(jīng)過(guò)共培養(yǎng)，煮沸,
洗滌和烘干，得到的干膜厚度為0.2mm。
本發(fā)明提供的細(xì)菌纖維素與肝素復(fù)合材料的制備方法包括如下步驟
1) 配制肝素溶液，質(zhì)量濃度0.1%~15%， pH=5.0。肝素的分子量為3000~30000Da。
2) 配制細(xì)菌纖維素生長(zhǎng)所需的種子培養(yǎng)液，pH=5.0。種子培養(yǎng)液的組成2.5 %的葡 萄糖，0.75 %酵母粉，1%蛋白胨和1%磷酸氫二鈉(質(zhì)量濃度)；
3) 在紫外燈照射下滅菌24小時(shí)，肝素溶液與細(xì)菌纖維素生長(zhǎng)所需的種子培養(yǎng)液混合 均勻，即制得共培養(yǎng)液；培養(yǎng)液與肝素的質(zhì)量比為100: 0.1~15。
4) 將共培養(yǎng)液，置于25-30 'C下恒溫培養(yǎng)2.5-3天，得到細(xì)菌纖維素/肝素濕膜(厚 度約為3mm)。
5) 用0.1MNaOH溶液清洗濕膜，再水清洗干凈，再置于60-70'C的烘箱中烘干，得
到干膜。
本發(fā)明首次將肝素分布在細(xì)菌纖維素的結(jié)構(gòu)中，與涂覆相比，這種通過(guò)共培養(yǎng)獲得 改性材料的方法，使材料本身結(jié)構(gòu)中攜帶肝素，操作簡(jiǎn)單易行，二者在共培養(yǎng)的過(guò)程中 一次性完成復(fù)合，以期達(dá)到提高材料的抗凝血性質(zhì)的目的,對(duì)改善材料的抗凝血性質(zhì)有重 大意義。


圖1為細(xì)菌纖維素、肝素及復(fù)合材料的紅外光譜圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
在燒杯中加入去離子水，稱取lg肝素加入燒杯中，在常溫下磁力攪拌1~2小時(shí)得到 澄清的肝素溶液，調(diào)節(jié)肝素溶液的pH至5.0。量取去離子水100ml加入燒杯中，秤取葡 萄糖2.5克，酵母粉7.5克，蛋白胨10克及磷酸氫二鈉10克加入燒杯中，溶解至澄清， 調(diào)pH至5.0，裝入三角培養(yǎng)瓶中，在115'C下滅菌30分鐘。取木醋桿菌(Acetobacter xylinum,CGMCCNo丄1812，簡(jiǎn)稱Ax) —環(huán)，接入滅菌后的培養(yǎng)液中，用紗布扎緊瓶口， 置于搖床中，在30 'C下振蕩30小時(shí)，得到細(xì)菌種子溶液。將肝素溶液放于紫外燈下滅 菌24小時(shí)。在紫外滅菌后的凈化臺(tái)中，將肝素溶液迅速加入到細(xì)菌種子溶液中，用紗布 扎緊瓶口，放于30'C恒溫培養(yǎng)箱中靜置培養(yǎng)3天。將共培養(yǎng)得到的細(xì)菌纖維素/肝素膜， 厚度約為3mm,在0.1 M的NaOH溶液中三次，然后在去離子水中煮沸十次。再置于70 'C的烘箱中烘干，得到細(xì)菌纖維素/肝素干膜，厚約為0,2mm。
將得到的膜進(jìn)行紅外測(cè)試見圖1,圖l是細(xì)菌纖維素(a)、復(fù)合材料(b)及肝素(c)的紅 外光譜圖。結(jié)果表明，復(fù)合材料的大部分吸收峰與細(xì)菌纖維素材料相一致，但是，在1635 cm"及1536 cm"處出現(xiàn)了新的吸收峰，這兩個(gè)吸收峰正是肝素中羧基和氨基的吸收峰。 這表明肝素己復(fù)合在細(xì)菌纖維素中。
實(shí)施例2在燒杯中加入去離子水，稱取3g肝素加入燒杯中，在常溫下磁力攪拌1 2小時(shí)得到澄清的肝素溶液，調(diào)節(jié)肝素溶液的pH至5.0。量取去離子水100ml加入燒杯中，秤取葡萄糖2.5克，酵母粉7.5克，蛋白胨10克及磷酸氫二鈉IO克加入燒杯中，溶解至澄清，調(diào)pH至5.0，裝入三角培養(yǎng)瓶中，115。C滅菌30分鐘。取木醋桿菌(Acetobacter xylinum，簡(jiǎn)稱Ax) —環(huán)，接入滅菌后的培養(yǎng)液中，用紗布扎緊瓶口，置于搖床中，在30 'C下振蕩30小時(shí)，得到細(xì)菌種子溶液。將肝素溶液放于紫外燈下滅菌24小時(shí)。在紫外滅菌后的凈化臺(tái)中，將肝素溶液迅速加入到細(xì)菌種子溶液中，用紗布扎緊瓶口，放于30'C恒溫培養(yǎng)箱中靜置培養(yǎng)3天。將共培養(yǎng)得到的細(xì)菌纖維素/肝素膜，厚度約為3mm，在0.1M的NaOH溶液中三次，然后在去離子水中煮沸十次，再置于70'C的烘箱中烘干，得到細(xì)菌纖維素/肝素干膜，厚約為0.2mm。
實(shí)施例3
在燒杯中加入去離子水，稱取5g肝素加入燒杯中，在常溫下磁力攪拌1~2小時(shí)得到澄清的肝素溶液，調(diào)節(jié)肝素溶液的pH至5.0。量取去離子水100ml加入燒杯中，秤取葡萄糖2.5克，酵母粉7.5克，蛋白胨10克及磷酸氫二鈉10克加入燒杯中，溶解至澄清，調(diào)pH至5.0，裝入三角培養(yǎng)瓶中，U5'C滅菌30分鐘。取木醋桿菌(Acetobacter xylinum，簡(jiǎn)稱Ax) —環(huán)，接入滅菌后的培養(yǎng)液中，用紗布扎緊瓶口，置于搖床中，在30 'C下振蕩30小時(shí)，得到細(xì)菌種子溶液。將肝素溶液放于紫外燈下滅菌24小時(shí)。在紫外滅菌后的凈化臺(tái)中，將肝素溶液迅速加入到細(xì)菌種子溶液中，用紗布扎緊瓶口，放于30'C恒溫培養(yǎng)箱中靜置培養(yǎng)3天。將共培養(yǎng)得到的細(xì)菌纖維素/肝素膜，厚度約為3mm,在0.1M的NaOH溶液中三次，然后在去離子水中煮沸十次。再置于70'C的烘箱中烘干，得到細(xì)菌纖維素/肝素干膜，厚約為0.2mm。
權(quán)利要求
1、一種細(xì)菌纖維素與肝素復(fù)合材料，其特征在于它是以細(xì)菌纖維素與肝素為原料，按照細(xì)菌纖維素生長(zhǎng)的種子培養(yǎng)液與肝素的質(zhì)量比為100∶0.1～15進(jìn)行配料，經(jīng)過(guò)共培養(yǎng)，煮沸，洗滌和烘干，得到干膜，厚度為0.2mm。
2、 一種細(xì)菌纖維素與肝素復(fù)合材料的制備方法，其特征在于包括如下步驟1) 配制肝素溶液。2) 配制細(xì)菌纖維素生長(zhǎng)所需的種子培養(yǎng)液。3) 在紫外燈照射下滅菌24小時(shí)，肝素溶液與細(xì)菌纖維素生長(zhǎng)所需的種子培養(yǎng)液混合 均勻，即制得共培養(yǎng)液；4) 將共培養(yǎng)液，置于25-30 'C下恒溫培養(yǎng)2.5-3天，得到細(xì)菌纖維素/肝素濕膜。5) 用0.1MNaOH溶液清洗濕膜，再水清洗干凈，再置于60-70'C的烘箱中烘干，得 到干膜。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于所述的肝素溶液的質(zhì)量濃度為 0.1%~15%， pH=5.0，肝素的分子量為3000-30000。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于所述的種子培養(yǎng)液的組成2.5 % 的葡萄糖，0.75%酵母粉，1%蛋白胨和1%磷酸氫二鈉，pH=5.0。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于所述的培養(yǎng)液與肝素的質(zhì)量比為 跳0.1~15。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種細(xì)菌纖維素與肝素復(fù)合材料及制備方法。它是以細(xì)菌纖維素與肝素為原料，按照細(xì)菌纖維素生長(zhǎng)的種子培養(yǎng)液與肝素的質(zhì)量比為100∶0.1～15進(jìn)行配料，經(jīng)過(guò)共培養(yǎng)，煮沸，洗滌和烘干，得到干膜，厚度為0.2mm。本發(fā)明首次將肝素分布在細(xì)菌纖維素的結(jié)構(gòu)中，與涂覆相比，這種通過(guò)共培養(yǎng)獲得改性材料的方法，使材料本身結(jié)構(gòu)中攜帶肝素，操作簡(jiǎn)單易行，二者在共培養(yǎng)的過(guò)程中一次性完成復(fù)合，以期達(dá)到提高材料的抗凝血性質(zhì)的目的，對(duì)改善材料的抗凝血性質(zhì)有重大意義。
文檔編號(hào)A61L33/10GK101461967SQ20091006768
公開日2009年6月24日 申請(qǐng)日期2009年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月14日
發(fā)明者萬(wàn)怡灶, 芳 何, 李園園, 輝 梁, 王玉林, 羅紅林, 遠(yuǎn) 黃 申請(qǐng)人:天津大學(xué)