一种细菌纳米纤维素制造技术

本发明专利技术涉及一种细菌纳米纤维素

【技术实现步骤摘要】
一种细菌纳米纤维素/聚合物弹性复合管及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于生物医用材料领域，特别涉及一种细菌纳米纤维素
/
聚合物弹性复合管及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]细菌纳米纤维素
(Bacterial nanocellulose
，
BNC)
是一种由微生物合成的天然多糖水凝胶材料，除具有与植物纤维素相同的化学结构外，还具备高含水量
、
三维网状的纳米网络结构
、
良好的生物相容性等，在生物医用材料领域如敷料
、
人工软骨
、
角膜等有广泛研究
。
除此以外，
BNC
材料可以通过特殊的生物反应器来制成管状以用于管状生物材料的医学应用
。
尽管管状
BNC
材料作为小口径人工血管
、
神经导管等具有相当大的应用潜力，但其在水凝胶态时具有很高的含水率和较低的纤维密度，致使其在高含水的水凝胶态时机械性能较弱且缺乏顺应性
。
除此以外，水凝胶态的
BNC
管还有过厚的管壁厚度，这使得
BNC
管十分不利于手术时的缝合操作
。
因此，提升管状
BNC
的物理机械性能对改善其作为管状生物材料的移植效果具有十分重要意义
。
[0003]目前，可以通过利用将
BNC
和其他弹性聚合物材料进行复合或者采用
BNC
管与聚合物材料微纳结构调控的方法来提高
BNC
管状材料的力学性能，包括缝合强力
、
弹性等
。
然而，将
BNC
和其他弹性聚合物材料的方式虽然可以改善
BNC
管的缝合强力，但是不能对其体积进行调控，仍然存在管壁过厚的问题；而采用
BNC
管与聚合物材料微纳结构调控的方法则需要制备微米级纤维的管状材料基底，步骤相对繁琐，耗时较长
。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种细菌纳米纤维素
/
聚合物弹性复合管及其制备方法和应用，克服
BNC
管与聚合物材料微纳结构调控方法时间繁琐的问题，解决
BNC
管缝合强力较低
、
弹性较弱
、
顺应性较差等不足
。
[0005]本专利技术提供了一种细菌纳米纤维素
/
聚合物弹性复合管，通过将聚合物溶液浸渍到细菌纳米纤维素三维网络结构中，再采用碱缩和相分离制备而得
。
[0006]所述聚合物为聚乙烯醇
、
聚乙烯吡咯烷酮或聚氧化乙烯，聚合物溶液浓度为5％
‑
20
％
w/v。
[0007]本专利技术还提供了一种细菌纳米纤维素
/
聚合物弹性复合管的制备方法，包括如下步骤：
[0008](1)
利用细菌纳米纤维素合成微生物制备细菌纳米纤维素管；
[0009](2)
将细菌纳米纤维素管套在棒状支撑物上，并浸入到聚合物溶液中；
[0010](3)
将浸渍有聚合物溶液的细菌纳米纤维素管取出，浸入到浓碱溶液中；
[0011](4)
将经过浓碱处理后的复合管置于低温下相分离处理；
[0012]或者将经过浓碱处理后的复合管置于低温下，随后加入到有机溶剂中进行相分离
处理；
[0013](5)
取出
(4)
中的复合管并去除浓碱溶液，获得细菌纳米纤维素
/
聚合物弹性复合管
。
[0014]所述步骤
(2)
中的棒状支撑物材料为玻璃
、
不锈钢
、
陶瓷
、
塑料
、
硅胶中的一种或几种，其直径等于或小于细菌纳米纤维素管的内径
。
[0015]所述步骤
(2)
中的聚合物为聚乙烯醇
、
聚乙烯吡咯烷酮或聚氧化乙烯，聚合物溶液浓度为5％
‑
20
％
w/v。
[0016]所述步骤
(3)
中的浓碱溶液为氢氧化钠水溶液或者氢氧化钾水溶液，浓碱溶液的浓度为
10
％
‑
25
％
w/v
；所述浸入时间为
30
‑
120min
，温度为4‑
50℃。
[0017]所述步骤
(4)
中的相分离处理的温度为
‑
4℃
至
‑
80℃
，相分离的次数为1‑
10
次，单次相分离的时间为
12
‑
48h。
[0018]所述步骤
(4)
中的有机溶剂为无水乙醇
、
丙酮
、
乙二醇
、
乙醚
、
甘油中的一种或几种
。
[0019]所述步骤
(4)
中的浓碱溶液的去除方法为：将相分离后的复合管浸入到醋酸溶液中进行中和，醋酸溶液的浓度为
0.5
‑2％
v/v
，随后用超纯水反复洗涤至中性
。
[0020]本专利技术还提供了一种细菌纳米纤维素
/
聚合物弹性复合管在人工血管
、
尿管和神经导管等管状人工假体中的应用
。
[0021]有益效果
[0022](1)
与纯
BNC
管和碱缩的
BNC
管相比，本专利技术制备的细菌纳米纤维素
/
聚合物弹性复合管比上述二者均具有缝合强力高
、
弹性好
、
顺应性佳的优点；
[0023](2)
与
BNC
和其他弹性聚合物材料的复合方式相比，本专利技术的制备方法具有体积可调，管壁厚度可调的优点；
[0024](3)
与
BNC
管和聚合物材料微纳结构调控方法相比，本专利技术的反应体系简单，杂质少，后处理步骤简便
。
附图说明
[0025]图1为实施例1中所得
MBPVA
管和
BNC
管内表面的电镜图，放大倍数为
5K
和
20K
；
[0026]图2为实施例2中所得
MBPVA
‑
10、MBPVA
‑
12.5
和
MBPVA
‑
15
管的力
‑
应变曲本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种细菌纳米纤维素
/
聚合物弹性复合管，其特征在于：通过将聚合物溶液浸渍到细菌纳米纤维素三维网络结构中，再采用碱缩和相分离制备而得
。2.
根据权利要求1所述的复合管，其特征在于：所述聚合物为聚乙烯醇
、
聚乙烯吡咯烷酮或聚氧化乙烯，聚合物溶液浓度为5％
‑
20
％
w/v。3.
一种细菌纳米纤维素
/
聚合物弹性复合管的制备方法，包括如下步骤：
(1)
制备细菌纳米纤维素管；
(2)
将细菌纳米纤维素管套在棒状支撑物上，并浸入到聚合物溶液中；
(3)
将浸渍有聚合物溶液的细菌纳米纤维素管取出，浸入到浓碱溶液中；
(4)
将经过浓碱处理后的复合管置于低温下相分离处理；或者将经过浓碱处理后的复合管置于低温下，随后加入到有机溶剂中进行相分离处理；
(5)
取出
(4)
中的复合管并去除浓碱溶液，获得细菌纳米纤维素
/
聚合物弹性复合管
。4.
根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述步骤
(2)
中的棒状支撑物材料为玻璃
、
不锈钢
、
陶瓷
、
塑料
、
硅胶中的一种或几种，其直径等于或小于细菌纳米纤维素管的内径
。5.
根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述步骤
(2)
中的聚合物为聚乙烯醇
、
聚乙烯吡咯烷酮或聚氧化乙烯，聚合物溶液浓度...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪枫，胡高铨，陈琳，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：