專利名稱：細菌纖維素/透明質酸復合材料的制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于用透明質酸改性細菌纖維素膜的交聯(lián)技術，特別是一種細菌纖維素復合材料的制備方法。
背景技術：
以化學合成原材料為主生產(chǎn)的創(chuàng)傷敷料和面膜，與肌膚的親和性較差，使用后的遺棄物還會對環(huán)境造成污染。采用可再生原材料，特別是天然產(chǎn)物物生產(chǎn)此類產(chǎn)品意義重大植物纖維素作為自然界最為豐富的天然高聚合物，其作為生物材料的研究早已受到關注，由于植物纖維素的含量、纖維素的提取和精制等技術問題。植物纖維素由于面膜的研究并不多見。與植物纖維素不同，細菌纖維素并不是細菌細胞壁的結構成分，而是細菌分泌到細胞外的產(chǎn)物，它呈獨立的絲狀纖維形態(tài)，是由單純的葡萄糖縮聚而成的纖維素，其含量極高，且不摻木質素、半纖維素等其他多糖類雜質。近年來，開發(fā)基于細菌纖維素的用于人造皮膚和組織工程材料的研究引起了廣泛關注。有關細菌纖維素作為面膜的工作也已有報道。但這些工作報道均是以單純細菌纖維素作為膜材料，而沒有實現(xiàn)膜基體材料對人肌體的營養(yǎng)控釋、皮膚層損傷修復的功能型轉變。人類皮膚成熟和老化過程也隨著透明質酸的含量和新陳代謝而變化，它可以改善皮膚營養(yǎng)代謝，使皮膚柔嫩、光滑、去皺、增加彈性、 防止衰老，在保濕的同時又是良好的透皮吸收促進劑。與其他營養(yǎng)成分配合使用，可以起到促進營養(yǎng)吸收的更理想效果。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種細菌纖維素/透明質酸復合材料的制備方法。實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術解決方案為本發(fā)明細菌纖維素/透明質酸復合材料的制備方法，包括以下步驟第一步，取活化的木醋桿菌菌種接入種子培養(yǎng)液中，進行振蕩培養(yǎng)，取該種子培養(yǎng)液接入發(fā)酵培養(yǎng)液中，搖勻，然后靜態(tài)培養(yǎng)，制得細菌纖維素膜；第二步，將第二步制得的細菌纖維素膜用水沖洗后靜置于熱水中，然后取出該細菌纖維素膜置于堿溶液中浸泡處理，之后經(jīng)酸性緩沖溶液中和處理后，用去離子水浸泡該細菌纖維素膜至中性；第三步，采用機械片膜技術，對第二步所得的細菌纖維素膜進行切割處理；第四步，將第三步所得的細菌纖維素切片置于透明質酸溶液中進行浸漬處理；第五步，第四步所得產(chǎn)物經(jīng)過濾分離后，進行冷凍干燥，去除吸附體系中的水分；第六步，將交聯(lián)劑與第五步產(chǎn)物混合后進行交聯(lián)反應；第七步，對第六步所得產(chǎn)物做防腐處理后，得細菌纖維素/透明質酸復合材料，最后用真空包裝儲存。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，其顯著優(yōu)點(1)采用透明質酸對細菌纖維素膜進行交聯(lián)改性，有利于形成高保濕、自營養(yǎng)、帶有肌膚修復因子的復合材料，同時細菌纖維素對于透明質酸具有緩釋作用；(2)采用片膜機切片技術，可實現(xiàn)細菌纖維素膜的厚度和均勻性的認為控制，解決生物培養(yǎng)過程中細菌纖維素膜的厚度不均而造成的廢品率高的難題；(3) 由于采用生物相容性好的透明質酸和細菌纖維素等作為原材料，這種細菌纖維素/透明質酸復合材料可在創(chuàng)傷敷料和中美白自營養(yǎng)面膜獲得應用。


附圖是本發(fā)明細菌纖維素/透明質酸復合材料的制備方法的流程示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述。結合附圖，本發(fā)明細菌纖維素/透明質酸復合材料的制備方法，包括以下步驟第一步，取活化的木醋桿菌菌種接入種子培養(yǎng)液中，進行振蕩培養(yǎng)，取該種子培養(yǎng)液接入發(fā)酵培養(yǎng)液中，搖勻，然后靜態(tài)培養(yǎng)，培養(yǎng)溫度為26-32°C，種子液接入量為
-10%，制得細菌纖維素膜；第二步，將第二步制得的細菌纖維素膜用水沖洗后靜置于熱水中，熱水的溫度為 80-90°C，靜置時間為3小時，然后取出該細菌纖維素膜置于堿溶液中浸泡處理，之后經(jīng)酸性緩沖溶液中和處理后，用去離子水浸泡該細菌纖維素膜至中性；堿溶液為氫氧化鈉、碳酸鈉、氫氧化鉀、碳酸鉀溶液中的一種或幾種的混合，堿溶液濃度為0. 5% -10%，酸性緩沖溶液為醋酸-醋酸鈉溶液、檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液中的一種或兩種的混合；第三步，采用機械片膜技術，對第二步所得的細菌纖維素膜進行切割處理，所得細菌纖維素片膜厚度為l_5mm ；第四步，將第三步所得的細菌纖維素切片置于透明質酸溶液中進行浸漬處理，透明質酸溶液濃度為0. 01-5. 0%，透明質酸分子量為IO5-IO7 ；第五步，第四步所得產(chǎn)物經(jīng)過濾分離后，進行冷凍干燥，去除吸附體系中的水分， 冷凍溫度為-20-60°C，冷凍干燥時間為1-5小時，脫除該濕膜中30-70%的水分；第六步，將交聯(lián)劑與第五步產(chǎn)物混合后進行交聯(lián)反應，交聯(lián)劑為碳化二亞胺類、戊二醛、環(huán)氧氯丙烷中的一種或幾種的混合，交聯(lián)劑的用量為纖維素量的0. 1-5%，反應溫度為20-80°C，反應時間l-24h ；第七步，對第六步所得產(chǎn)物做防腐處理后，得細菌纖維素/透明質酸復合材料，最后用真空包裝儲存。下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。實施實例1 本發(fā)明細菌纖維素/透明質酸復合材料的制備方法，包括以下步驟第一步，取活化的木醋桿菌菌種接入種子培養(yǎng)液中，^TC恒溫振蕩培養(yǎng)12h，搖床轉速120r mirT1。以5%的接種量接入發(fā)酵培養(yǎng)液中，搖勻，于^TC恒溫培養(yǎng)一周，制備細菌纖維素膜。第二步，產(chǎn)物的純化處理把上述制得的纖維素膜取出用自來水沖洗數(shù)次后改用去離子水沖洗；沖洗后的膜放入80°C水中在下處理池；用的氫氧化鈉溶液對其浸泡，并將浸泡液放在40°C的水浴中處理60h ；用pH為4. 5的醋酸-醋酸鈉緩沖溶液對氫氧化鈉進行中和；用大量的去離子水浸泡纖維素膜，去除離子，PH試紙輕壓膜測pH值，約7. 2時保存?zhèn)溆?。第三步，對細菌纖維素膜進行片膜處理，采用機械片膜技術，把細菌纖維素切成厚度為3mm的均勻細菌纖維素膜。第四步，濃度為透明質酸對厚度為3mm細菌纖維素膜進行浸泡12h。第六步，將第五步產(chǎn)物過濾分離，加入2%碳化二亞胺交聯(lián)劑，在30°C時反應Mh。第七步，對第六步產(chǎn)物做防腐處理后，得細菌纖維素/透明質酸復合材料，最后用真空包裝儲存。實施實例2:本發(fā)明細菌纖維素/透明質酸復合材料的制備方法，包括以下步驟第一步，取活化的木醋桿菌菌種接入種子培養(yǎng)液中，30°C恒溫振蕩培養(yǎng)他，搖床轉速 200r · mirT1。以3%的接種量接入發(fā)酵培養(yǎng)液中，搖勻，于30°C恒溫培養(yǎng)一周，制備細菌纖維素膜。第二步，產(chǎn)物的純化處理把上述制得的纖維素膜取出用自來水沖洗數(shù)次后改用去離子水沖洗；沖洗后的膜放入90°C水中在下處理池；用2%的碳酸鈉溶液對其浸泡，并將浸泡液放在50°C的水浴中處理48h ；用pH為4. 5的醋酸-醋酸鈉緩沖溶液對氫氧化鈉進行中和；用大量的去離子水浸泡纖維素膜，去除離子，PH試紙輕壓膜測pH值，約7. 2時保存?zhèn)溆谩５谌?，對細菌纖維素膜進行片膜處理，采用機械片膜技術，把細菌纖維素切成厚度為4mm的均勻細菌纖維素膜。第四步，濃度為2%透明質酸對厚度為4mm細菌纖維素膜進行浸泡18h。第五步，將浸泡好的細菌纖維素，采用冷凍技術，對膜進行冷凍脫水，去除復合材料中50%的水分。第六步，將第五步產(chǎn)物過濾分離，加入1. 5%戊二醛交聯(lián)劑，在40°C時反應18h。第七步，對第六步產(chǎn)物做防腐處理后，得細菌纖維素/透明質酸復合材料，最后用真空包裝儲存。實施實例3:本發(fā)明細菌纖維素/透明質酸復合材料的制備方法，包括以下步驟第一步，取活化的木醋桿菌菌種接入種子培養(yǎng)液中二8°C恒溫振蕩培養(yǎng)12h，搖床轉速 150r · mirT1。以5%的接種量接入發(fā)酵培養(yǎng)液中，搖勻，于恒溫培養(yǎng)一周，制備細菌纖維素膜。第二步，產(chǎn)物的純化處理把上述制得的纖維素膜取出用自來水沖洗數(shù)次后改用去離子水沖洗；沖洗后的膜放入85°C水中在下處理證；用10%的碳酸鉀溶液對其浸泡，并將浸泡液放在50°C的水浴中處理48h ；用pH為4. 0的檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液對氫氧化鈉進行中和；用大量的去離子水浸泡纖維素膜，去除離子，PH試紙輕壓膜測pH值，約7. 2時保存第三步，對細菌纖維素膜進行片膜處理，采用機械片膜技術，把細菌纖維素切成厚度為5mm的均勻細菌纖維素膜。第四步，濃度為3%透明質酸對厚度為5mm細菌纖維素膜進行浸泡Mh。第五步，將浸泡好的細菌纖維素，采用冷凍技術，對膜進行冷凍脫水，去除復合材料中60%的水分。
第六步，將第五步產(chǎn)物過濾分離，加入1.5%環(huán)氧氯丙烷交聯(lián)劑在，在50°C時反應 18h。第七步，對第六步產(chǎn)物做防腐處理后，得細菌纖維素/透明質酸復合材料，最后用真空包裝儲存。實施實例4:本發(fā)明細菌纖維素/透明質酸復合材料的制備方法，包括以下步驟第一步，取活化的木醋桿菌菌種接入種子培養(yǎng)液中，30°C恒溫振蕩培養(yǎng)12h，搖床轉速 150r mirT1。以的接種量接入發(fā)酵培養(yǎng)液中，搖勻，于31°C恒溫培養(yǎng)一周，制備細菌纖維素膜。第二步，產(chǎn)物的純化處理把上述制得的纖維素膜取出用自來水沖洗數(shù)次后改用去離子水沖洗；沖洗后的膜放入81°C水中在下處理證；用8%的碳酸鉀溶液對其浸泡，并將浸泡液放在50°C的水浴中處理48h ；用pH為4. 0的檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液對氫氧化鈉進行中和；用大量的去離子水浸泡纖維素膜，去除離子，PH試紙輕壓膜測pH值，約7. 2時保存?zhèn)溆?。第三步，對細菌纖維素膜進行片膜處理，采用機械片膜技術，把細菌纖維素切成厚度為5mm的均勻細菌纖維素膜。第四步，濃度為5%透明質酸對厚度為5mm細菌纖維素膜進行浸泡Mh。第五步，將浸泡好的細菌纖維素，采用冷凍技術，對膜進行冷凍脫水，去除復合材料中65%的水分。第六步，將第五步產(chǎn)物過濾分離，加入2%碳化二亞胺交聯(lián)劑，在50°C時反應18h。第七步，對第六步產(chǎn)物做防腐處理后，得細菌纖維素/透明質酸復合材料，最后用真空包裝儲存。實施實例5:本發(fā)明細菌纖維素/透明質酸復合材料的制備方法，包括以下步驟第一步，取活化的木醋桿菌菌種接入種子培養(yǎng)液中，31°C恒溫振蕩培養(yǎng)他，搖床轉速 150r · mirT1。以的接種量接入發(fā)酵培養(yǎng)液中，搖勻，于恒溫培養(yǎng)一周，制備細菌纖維素膜。第二步，產(chǎn)物的純化處理把上述制得的纖維素膜取出用自來水沖洗數(shù)次后改用去離子水沖洗；沖洗后的膜放入81°C水中在下處理證；用8%的碳酸鉀溶液對其浸泡，并將浸泡液放在50°C的水浴中處理48h ；用pH為4. 0的檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液對氫氧化鈉進行中和；用大量的去離子水浸泡纖維素膜，去除離子，PH試紙輕壓膜測pH值，約7. 2時保存?zhèn)溆?。第三步，對細菌纖維素膜進行片膜處理，采用機械片膜技術，把細菌纖維素切成厚度為4mm的均勻細菌纖維素膜。第四步，濃度為4. 5%透明質酸對厚度為4mm細菌纖維素膜進行浸泡Mh。第五步，將浸泡好的細菌纖維素，采用冷凍技術，對膜進行冷凍脫水，去除復合材料中30%的水分。第六步，將第五步產(chǎn)物過濾分離，加入1.5%碳化二亞胺交聯(lián)劑，在50°C時反應 18h。第七步，對第六步產(chǎn)物做防腐處理后，得細菌纖維素/透明質酸復合材料，最后用真空包裝儲存。
實施實例6:本發(fā)明細菌纖維素/透明質酸復合材料的制備方法，包括以下步驟第一步，取活化的木醋桿菌菌種接入種子培養(yǎng)液中，32°C恒溫振蕩培養(yǎng)他，搖床轉速 120r ^irT1tj以10%的接種量接入發(fā)酵培養(yǎng)液中，搖勻，于恒溫培養(yǎng)一周，制備細菌纖維素膜。第二步，產(chǎn)物的純化處理把上述制得的纖維素膜取出用自來水沖洗數(shù)次后改用去離子水沖洗；沖洗后的膜放入85°C水中在下處理證；用10%的碳酸鉀溶液對其浸泡，并將浸泡液放在50°C的水浴中處理48h ；用pH為4. 0的醋酸-醋酸鈉緩沖溶對氫氧化鈉進行中和；用大量的去離子水浸泡纖維素膜，去除離子，PH試紙輕壓膜測pH值，約7. 2時保存?zhèn)溆?。第三步，對細菌纖維素膜進行片膜處理，采用機械片膜技術，把細菌纖維素切成厚度為4mm的均勻細菌纖維素膜。第四步，濃度為4. 5%透明質酸對厚度為4mm細菌纖維素膜進行浸泡Mh。第五步，將浸泡好的細菌纖維素，采用冷凍技術，對膜進行冷凍脫水，去除復合材料中40%的水分。第六步，將第五步產(chǎn)物過濾分離，加入2. 5%碳化二亞胺交聯(lián)劑，在50°C時反應 18h。第七步，對第六步產(chǎn)物做防腐處理后，得細菌纖維素/透明質酸復合材料，最后用真空包裝儲存。實施實例7:本發(fā)明細菌纖維素/透明質酸復合材料的制備方法，包括以下步驟第一步，取活化的木醋桿菌菌種接入種子培養(yǎng)液中，31°C恒溫振蕩培養(yǎng)12h，搖床轉速 120r ^irT1tj以10%的接種量接入發(fā)酵培養(yǎng)液中，搖勻，于^TC恒溫培養(yǎng)一周，制備細菌纖維素膜。第二步，產(chǎn)物的純化處理把上述制得的纖維素膜取出用自來水沖洗數(shù)次后改用去離子水沖洗；沖洗后的膜放入85°C水中在下處理證；用10%的碳酸鈉溶液對其浸泡，并將浸泡液放在50°C的水浴中處理36h ；用pH為4. 0的醋酸-醋酸鈉緩沖溶對氫氧化鈉進行中和；用大量的去離子水浸泡纖維素膜，去除離子，PH試紙輕壓膜測pH值，約7. 2時保存?zhèn)溆谩５谌?，對細菌纖維素膜進行片膜處理，采用機械片膜技術，把細菌纖維素切成厚度為4mm的均勻細菌纖維素膜。第四步，濃度為4. 5%透明質酸對厚度為4mm細菌纖維素膜進行浸泡Mh。第五步，將浸泡好的細菌纖維素，采用冷凍技術，對膜進行冷凍脫水，去除復合材料中50%的水分。第六步，將第五步產(chǎn)物過濾分離，加入5%碳化二亞胺交聯(lián)劑，在50°C時反應18h。第七步，對第六步產(chǎn)物做防腐處理后，得細菌纖維素/透明質酸復合材料，最后用真空包裝儲存。實施實例8:本發(fā)明細菌纖維素/透明質酸復合材料的制備方法，包括以下步驟第一步，取活化的木醋桿菌菌種接入種子培養(yǎng)液中，30°C恒溫振蕩培養(yǎng)12h，搖床轉速 120r · mirT1。以7%的接種量接入發(fā)酵培養(yǎng)液中，搖勻，于30°C恒溫培養(yǎng)一周，制備細菌纖維素膜。
第二步，產(chǎn)物的純化處理把上述制得的纖維素膜取出用自來水沖洗數(shù)次后改用去離子水沖洗；沖洗后的膜放入85°C水中在下處理證；用10%的氫氧化鉀溶液對其浸泡，并將浸泡液放在50°C的水浴中處理36h ；用pH為4. 5的醋酸-醋酸鈉緩沖溶對氫氧化鉀進行中和；用大量的去離子水浸泡纖維素膜，去除離子，PH試紙輕壓膜測pH值，約7. 2時保存?zhèn)溆?。第三步，對細菌纖維素膜進行片膜處理，采用機械片膜技術，把細菌纖維素切成厚度為5mm的均勻細菌纖維素膜。第四步，濃度為3. 5%透明質酸對厚度為5mm細菌纖維素膜進行浸泡Mh。第五步，將浸泡好的細菌纖維素，采用冷凍技術，對膜進行冷凍脫水，去除復合材料中55%的水分。第六步，將第五步產(chǎn)物過濾分離，加入3. 5 %碳化二亞胺交聯(lián)劑，在45°C時反應 18h。第七步，對第六步產(chǎn)物做防腐處理后，得細菌纖維素/透明質酸復合材料，最后用真空包裝儲存。本發(fā)明以透明質酸為細菌纖維素改性材料，與細菌纖維素進行化學的交聯(lián)，形成生物相容性好、可再生、易降解、控釋水性小分子、促進肌膚對營養(yǎng)成分的吸收等特點的復合材料，經(jīng)過防腐包裝處理后可用于創(chuàng)傷敷料和美容面膜等領域。
權利要求
1.一種細菌纖維素/透明質酸復合材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟第一步，取活化的木醋桿菌菌種接入種子培養(yǎng)液中，進行振蕩培養(yǎng)，取該種子培養(yǎng)液接入發(fā)酵培養(yǎng)液中，搖勻，然后靜態(tài)培養(yǎng)，制得細菌纖維素膜；第二步，將第二步制得的細菌纖維素膜用水沖洗后靜置于熱水中，然后取出該細菌纖維素膜置于堿溶液中浸泡處理，之后經(jīng)酸性緩沖溶液中和處理后，用去離子水浸泡該細菌纖維素膜至中性；第三步，采用機械片膜技術，對第二步所得的細菌纖維素膜進行切割處理；第四步，將第三步所得的細菌纖維素切片置于透明質酸溶液中進行浸漬處理；第五步，第四步所得產(chǎn)物經(jīng)過濾分離后，進行冷凍干燥，去除吸附體系中的水分；第六步，將交聯(lián)劑與第五步產(chǎn)物混合后進行交聯(lián)反應；第七步，對第六步所得產(chǎn)物做防腐處理后，得細菌纖維素/透明質酸復合材料，最后用真空包裝儲存。
2.根據(jù)權利要求1所述的細菌纖維素/透明質酸復合材料的制備方法，其特征在于 第一步中培養(yǎng)溫度為26-32°C，種子液接入量為-10%。
3.根據(jù)權利要求1所述的細菌纖維素/透明質酸復合材料的制備方法，其特征在于 第二步中熱水的溫度為80-90°C，靜置時間為3小時，堿溶液為氫氧化鈉、碳酸鈉、氫氧化鉀、碳酸鉀溶液中的一種或幾種的混合，堿溶液濃度為0. 5% -10%。
4.根據(jù)權利要求1所述的細菌纖維素/透明質酸復合材料的制備方法，其特征在于 第二步中酸性緩沖溶液為醋酸-醋酸鈉溶液、檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液中的一種或兩種的混合ο
5.根據(jù)權利要求1所述的細菌纖維素/透明質酸復合材料的制備方法，其特征在于 細菌纖維素片膜厚度為l_5mm。
6.根據(jù)權利要求1所述的細菌纖維素/透明質酸復合材料的制備方法，其特征在于 第四步中透明質酸溶液濃度為0. 01-5. 0%，透明質酸分子量為105-107。
7.根據(jù)權利要求1所述的細菌纖維素/透明質酸復合材料的制備方法，其特征在于 第五步冷凍溫度為-20--60°C，冷凍干燥時間為1-5小時，脫除該濕膜中30-70%的水分。
8.根據(jù)權利要求1所述的細菌纖維素/透明質酸復合材料的制備方法，其特征在于 第六步中交聯(lián)劑為碳化二亞胺類、戊二醛、環(huán)氧氯丙烷中的一種或幾種的混合，交聯(lián)劑的用量為纖維素量的0. 1_5%，反應溫度為20-80°C，反應時間1-Mh。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種細菌纖維素/透明質酸復合材料的制備方法。該功能材料由以下步驟制備而得細菌纖維素濕膜經(jīng)預處理后，將其切片置于透明質酸溶液中浸漬，再將吸附透明質酸的細菌纖維素切片進行低溫冷凍干燥，去除一定的水分。在碳化二亞胺作用下纖維素分子與透明質酸發(fā)生交聯(lián)，形成細菌纖維素/透明質酸復合材料。由于交聯(lián)，不僅增加了透明質酸的穩(wěn)定性，同時還提高了細菌纖維素的潤濕性、透氣性以及生物相容性。本發(fā)明在細菌纖維素膜中交聯(lián)一定量的透明質酸，可發(fā)揮細菌纖維素高柔韌性、附著性和透明質酸的具有保濕、營養(yǎng)、潤膚作用，制備出的透明質酸復合細菌纖維素復合材料可用于促愈敷料和美白自營養(yǎng)型面膜等應用領域。
文檔編號C08L5/08GK102212208SQ201010139898
公開日2011年10月12日 申請日期2010年4月7日 優(yōu)先權日2010年4月7日
發(fā)明者何浩明, 孫東平, 楊加志, 汪信 申請人:南京理工大學