一种抗菌组合物以及由其所得的细菌纤维素抗菌复合材料制造技术

本发明专利技术提供了一种抗菌组合物，按重量份包括5～20份细菌纤维素、1～3份生物活性玻璃颗粒以及0～10份高分子生物材料。本发明专利技术还提供了一种由所述抗菌组合物制备而得的细菌纤维素抗菌复合材料。本发明专利技术提供的抗菌组合物将细菌纤维素与生物活性玻璃组合，能够得到新型的抗菌复合材料，其具备几微米到几百微米的多孔、海绵状结构，因而具有更好的细胞亲和性、优异的吸水性和吸水速度，而且还具有一定的抑菌作用，可用于预防和治疗II度、III度烧伤或者烫伤继发的创面感染以及糖尿病足等慢性难愈合的伤口，具有非常广泛的医学用途。

An antibacterial composition and a bacterial cellulose antibacterial composite obtained by it

The invention provides an antibacterial composition, which consists of 5~20 bacterial cellulose, 1~3 bioactive glass particles and 0~10 polymer biomaterials by weight. The invention also provides a bacterial cellulose antibacterial composite prepared from the antibacterial composition. The present invention provides antimicrobial compositions of bacterial cellulose and bioactive glass combination, can obtain new antibacterial composite material, which has a few microns to hundreds of microns, porous sponge structure, so it has better cell affinity, excellent water absorption and water absorption rate, but also has a certain inhibitory effect, can be used for the prevention and treatment of II infected wounds and III degree burn or scald secondary and diabetic foot chronic difficult to heal wounds, with a very broad use of medicine.

【技术实现步骤摘要】
一种抗菌组合物以及由其所得的细菌纤维素抗菌复合材料
本专利技术涉及生物医用材料领域，特别涉及一种抗菌组合物以及由其所得的一种细菌纤维素抗菌复合材料。
技术介绍
细菌纤维素是当今国内外生物材料研究的热点之一。作为一种新型生物材料，细菌纤维素在物理性质、化学组成和分子结构上与天然(植物)纤维素相近，但具有传统的天然纤维素所无法比拟的优势。这些性质是：(1)高纯度、聚合度和结晶度。与植物纤维素相比，不含木质素、果胶、半纤维素和其他细胞壁成分，分子取向好，结构均一，并且以单一纤维形式存在，纯度极高(达到99％以上)。(2)超精细网状结构。由直径3-4nm的微纤维束通过氢键相互连接形成的纤维丝带，其宽度大约为30-100nm，厚度为3-8nm，相互交织形成发达的超精细网络结构。(3)高抗张强度和弹性模量。(4)持水能力强。由于超细纳米结构及分子内存在着大量的亲水性基团，纤维素内部有很多“孔道”，表面积是植物纤维素的300倍，使其具有强吸水和持水保湿能力，通常情况下能吸收60-400倍于其干重的水份。(5)较高的生物相容性、适应性和良好的生物可降解性。由醋酸杆菌合成的纯纤维素纳米纤维组成，几乎不引起异物和炎症反应，在湿态下具有很好的强度以及原位成型、生物相容性，在酸性、微生物以及纤维素酶催化等条件下可以在自然界直接降解，不污染环境，是环境友好产品。细菌纤维素生物相容性好、强度高，具有良好的亲水性和透气透水性，现在已有用细菌纤维素制成人工皮肤、纱布、绷带和“创口贴”等伤口敷料的商品，其主要特点是在潮湿情况下机械强度高，对气体、水分及电解物有良好的通透性，与皮肤的相容性好，无刺激性，结构极为细密，能防止细菌感染，有利于皮肤组织生长。但是，细密的微观结构在一定程度上也制约了细菌纤维素的应用，细菌纤维素本身具有纳米纤维结构，这些纳米纤维紧密地堆积在一起，形成的孔隙非常小，不利于细胞的爬行和增殖。而且，细菌纤维素本身没有抗菌活性，不能防止伤口感染，因此科学家们开发了含抗生素和含银的细菌纤维素抗菌材料。然而由于抗生素的不正当使用引起的耐药性以及银离子或单质银带来的细胞毒性及银沉淀引起的皮肤变黑等缺点，使得上述抗菌材料的使用受到了较大的限制。生物活性玻璃具有良好的生物相容性和抑菌性，对烧伤和慢性伤口愈合也有较好的疗效，综合衡量，在伤口修复领域比抗生素和含银化合物具有更大的优势。
技术实现思路
为克服现有细菌纤维素材料存在的缺陷，本专利技术的目的之一是提供一种抗菌组合物，可用于制备新型的细菌纤维素复合材料。本专利技术的另一目的是提供一种细菌纤维素抗菌复合材料。本专利技术提供的抗菌组合物按重量份包括5～20份细菌纤维素、1～3份生物活性玻璃颗粒以及0～10份高分子生物材料。优选地，本专利技术提供的抗菌组合物按重量份包括8～10份细菌纤维素、1～3份生物活性玻璃颗粒以及1～5份高分子生物材料。高分子生物材料的添加可进一步改变所得复合材料的微观结构，改善复合材料的机械强度，并增加复合材料的生物相容性。其中，常见的用于生物医学领域的高分子生物材料都可应用于本专利技术，例如，包括但不限于胶原、明胶、壳聚糖等等。本专利技术提供的抗菌组合物中，所述生物活性玻璃颗粒的粒径为5～100nm，优选为10～50nm，更优选为15～30nm。本专利技术提供的抗菌组合物中，所述细菌纤维素可来源于市售产品或自制产品，其为微米级颗粒，优选粒径为10～200μm，更优选为50～100μm。本专利技术提供的细菌纤维素抗菌复合材料由以上技术方案任一项所述的抗菌组合物制备而得。优选地，所述抗菌复合材料可根据需要制备成多种形式，优选制备为抗菌复合膜。所述抗菌复合材料的制备过程为：将含有生物活性玻璃颗粒的溶液与含有细菌纤维素颗粒的凝胶均相悬浮液混合，加入发泡剂及增塑剂，形成混合液，干燥后即得。上述过程制备的复合材料可根据实际需要按照现有工艺制成各种形式。上述制备过程中，所述含有细菌纤维素颗粒的凝胶均相悬浮液通过将细菌纤维素膜破碎后形成，其中，所述细菌纤维素颗粒的粒径为10～200μm，优选为50～100μm。所述细菌纤维素颗粒在破碎前优选进行纯化处理，以除去残留的菌体、培养基等，并洗涤呈中性。上述制备过程中，所述发泡剂选自NaCl、NaHCO3、Na2SO4、NH4HCO3、可溶性多糖、聚乙二醇、聚乙烯醇中的一种或多种；所述增塑剂选自甘油、硝酸异山梨酯中的一种或多种。所述发泡剂、增塑剂的用量可根据实际需要由本领域技术人员简单调节。上述制备过程还包括向所述均相混合物中添加交联剂和活化剂，添加交联剂和活化剂后可进一步促进复合材料形成三维网状结构，所得复合材料的机械性能也能得到更大提高。其中，所述交联剂选自1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)碳二亚胺盐酸盐、1-二甲基氨丙基乙基碳二亚胺、环己基甲基吗啉乙基碳二亚胺β-丁烯硫酸化物、亚苯基乙基碳二亚胺或1.6-环六亚甲基(碳二亚胺)；所述活化剂选自N-羟基琥珀酰亚胺或N-羟基硫代琥珀酰亚胺。所述交联剂和活化剂的用量可根据实际需要由本领域技术人员简单调节。本专利技术提供的抗菌组合物将细菌纤维素与生物活性玻璃组合，能够得到新型的抗菌复合材料，其具备几微米到几百微米的多孔、海绵状结构，由此具有合适的孔尺寸、高的孔隙率和相连通的孔形态，因而具有更好的细胞亲和性。本专利技术提供的复合材料有利于细胞的粘附、增殖和细胞外基质的形成，有利于细胞获取营养和排出代谢废物，能满足正常的细胞新陈代谢和形成新的组织。改变后的结构具有更高的比表面积和合适的表面理化性能，更有利于负载生长因子等具有生物活性和功能的药物。其次，由于复合材料的多孔、海绵状微观结构，可使其具备优异的吸水性和吸水速度，可用于吸收伤口积液并具备一定的止血作用，从而也具有一定的促进伤口愈合的作用。第三，由于生物活性玻璃的降解产物具有弱碱性，从而可使复合材料具有一定的抑菌作用，弥补了单一细菌纤维素材料的不足，可用于感染的伤口，与现有的载抗生素的细菌纤维素材料相比不会产生抗药性，和载银离子的细菌纤维素材料相比，细胞毒性则会低很多。综上所述，本专利技术的复合材料具有优良的力学性能、抗菌性能以及良好的透水、透气或引流、吸湿效果，可促进创面干燥、结痂及愈合，可用于预防和治疗II度、III度烧伤或者烫伤继发的创面感染以及糖尿病足等慢性难愈合的伤口，具有非常广泛的医学用途。附图说明图1为实施例5制备的生物活性玻璃/细菌纤维素复合材料的SEM图像；图2为MTT实验测定的生物活性玻璃/细菌纤维素复合材料的细胞生物活性图表。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将进一步描述本专利技术的示例性实施例的技术方案。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。其中，所用试剂、材料等如未特别说明均为市售产品，所述操作如未特别说明均为本领域常规操作。制备例细菌纤维素的纯化取市售细菌纤维素膜用清水多次冲洗，除去膜表面培养基及杂质。再将其浸泡于0.1mol/L的NaOH溶液中，80-100℃下煮沸60min，洗出细菌纤维素膜中的菌体和残留培养基。再将细菌纤维素膜浸泡于0.05mol/L的NaOH溶液之中，80-100℃下煮沸30min，然后用蒸馏水多次冲洗。将上述处理之后的细菌纤维素膜通过紫外线消毒，达到工艺灭菌要求(后续工艺要求无菌操作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗菌组合物，其特征在于，按重量份包括5～20份细菌纤维素、1～3份生物活性玻璃颗粒以及0～10份高分子生物材料。

【技术特征摘要】
1.一种抗菌组合物，其特征在于，按重量份包括5～20份细菌纤维素、1～3份生物活性玻璃颗粒以及0～10份高分子生物材料。2.根据权利要求1所述的抗菌组合物，其特征在于，按重量份包括8～10份细菌纤维素、1～3份生物活性玻璃颗粒以及1～5份高分子生物材料。3.根据权利要求1或2所述的抗菌组合物，其特征在于，所述生物活性玻璃颗粒的粒径为5～100nm，优选为10～50nm，更优选为15～30nm。4.根据权利要求1或2所述的抗菌组合物，其特征在于，所述高分子生物材料选自胶原、明胶、壳聚糖中的一种或多种。5.一种细菌纤维素抗菌复合材料，其特征在于，由权利要求1-4任一项所述的抗菌组合物制备。6.根据权利要求5所述的抗菌复合材料，其特征在于，所述抗菌复合材料为抗菌复合膜。7.根据权利要求5所述的抗菌复合材料，其特征在于，所述抗菌复合材料的制备过程为：将含有生物活性玻璃颗粒的溶液与含有细菌纤维素颗粒的凝胶均相悬浮液...

【专利技术属性】
技术研发人员：范冬梅，柳轶男，杨新广，董骧，
申请(专利权)人：北京纳通医学科技研究院有限公司，北京纳通科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11