CN101274107A - 细菌纤维素与聚甲基丙烯酸β羟乙酯透明复合材料与制备 - Google Patents

细菌纤维素与聚甲基丙烯酸β羟乙酯透明复合材料与制备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种细菌纤维素与聚甲基丙烯酸β羟乙酯复合材料和制备方法，它是以细菌纤维素与甲基丙烯酸β羟乙酯为原料，其制备方法是将细菌纤维素膜浸入甲基丙烯酸β羟乙酯混合溶液中，取出后通入氮气保护，在70℃下反应6～8h，在去离子水中浸泡1～2周；本发明提供的细菌纤维素与聚甲基丙烯酸β羟乙酯复合材料具有有良好的力学性能透明性，高的含水率，同时较好紫外光屏蔽效果。它的拉伸强度可达3.5MPa，平衡含水率约为36％～38％，透光率可达75％～80％。

Description

细菌纤维素与聚甲基丙烯酸β羟乙酯透明复合材料与制备
技术领域
本发明属于生物医学材料领域，涉及一种细菌纤维素与聚甲基丙烯酸β羟乙酯透明复合材料与制备方法。
背景技术
近年来，随着材料科学与生物医学技术的发展，生物医用材料的制备与应用有了很大的进步。生物医用材料不仅要求具有良好的生物相容性，而且还有一定的力学强度。在一些特定的领域还要求其具有独特的性能，如人工角膜材料就必须要有高的含水量和透明性。聚甲基丙烯酸β羟乙酯水凝胶由于其的高含水量、透明性，良好地生物相容性等优点，被广泛应用于人工皮肤、伤口敷料、人工韧带、人工晶状体和人工角膜等方面。但是由其于力学性能差，使它的应用在受到了限制。人们曾用多种方法来改善它的力学性能如与疏水性单体共聚、用纤维增强等，但这些方法在一定程度上或减低了它的含水率，或降低了它的透明性，使之应用范围仍受到了限制。细菌纤维素(Bacterial cellulose，BC)作为一种新型的生物医用材料，现已被证明具有良好的生物相容性，力学性能，高的渗透率和含水率。现在许多学者对其在骨组织支架材料、人工血管、人工皮肤等方面的应用做了大量的研究。除此之外，该材料还被用作了增强纤维，进一步扩大了一些低力学强度的生物医用材料的应用范围。
发明内容
本发明的目的在于提供一种细菌纤维素与聚甲基丙烯酸β羟乙酯透明复合材料与制备方法。本发明使得细菌纤维素与聚甲基丙烯酸β羟乙酯二者良好复合，达到提高聚甲基丙烯酸β羟乙酯水凝胶力学强度的目的，同时该复合材料仍有较高的含水量和透明性，对于改善聚甲基丙烯酸β羟乙酯水凝胶在生物医用方面的将具有重大的意义。
本发明提供的细菌纤维素与聚甲基丙烯酸β羟乙酯复合材料是以细菌纤维素膜与聚甲基丙烯酸β羟乙酯为主要原料由热引发经本体自由基聚合而成，其拉伸强度可达3.5MPa，平衡含水率约为36％～38％，透光率可达75％～80％，具体制备方法：
将细菌纤维素膜浸入甲基丙烯酸β羟乙酯、交联剂和引发剂的混合溶液中3～7d，然后放入聚四氟乙烯模具中，通入氮气保护在70℃下反应，取出后在去离子水中浸泡。
本发明提供的细菌纤维素与聚甲基丙烯酸β羟乙酯复合材料的制备方法包括如下步骤：
1)按计量配制甲基丙烯酸β羟乙酯、交联剂、引发剂的均匀混合溶液，其中交联剂为二甲基丙烯酸乙二醇酯，引发剂为偶氮二异丁腈。
2)将细菌纤维素膜完全浸入甲基丙烯酸β羟乙酯混合溶液中。
3)将浸泡后的细菌纤维素膜放入聚四氟乙烯模具中，通入氮气保护，在70℃下反应6～8h。
4)反应产物在去离子水中浸泡1～2周。
甲基丙烯酸β羟乙酯、交联剂、引发剂配比为100∶0.5～1∶0.1～0.3。
本发明提供的细菌纤维素与聚甲基丙烯酸β羟乙酯复合材料应用于骨组织支架材料、人工血管、人工皮肤等生物医用材料。
本发明的优点在于复合材料制备方法相对容易，所制造的细菌纤维素与聚甲基丙烯酸β羟乙酯复合材料有良好的力学性能和生物相容性，高的含水率，同时具有高透明性和较好紫外光屏蔽效果。它的拉伸强度可达3.5MPa，平衡含水率约为36％～38％，透光率可达75％～80％。本发明提供的复合材料对于改善聚甲基丙烯酸β羟乙酯水凝胶以及细菌纤维素在生物医用方面的将具有重大的意义。
附图说明
图1是复合材料在200～400nm的紫外光透过率。
图2是复合材料在450～800nm的可见光透过率。
具体实施方式
利用木醋杆菌作为生物反应器，经过发酵制备出细菌纤维素水凝胶膜[L.Hong，Y.L.Wang，S.R.Jia，Y.Huang，C.Gao，Y.Z.Wan Hydroxyapatite/bacterial cellulose compositessynthesized via a biomimetic route，Materials Letters 60(2006)1710-1713.]。
在甲基丙烯酸β羟乙酯单体中加入0.2％偶氮二异丁腈，0.5％的二甲基丙烯酸乙二醇酯，在常温下搅拌30min，得到混合均匀的溶液。将细菌纤维素膜(5×1cm)浸入该溶液中，浸泡3d后取出并放入聚四氟乙烯模具中，通入氮气保护，在70℃下反应7h。反应结束后，取出反应产物并在去离子水中浸泡7d，在浸泡期间每天换一次新的去离子水。
将得到的产物，用滤纸擦去表面水分，用紫外-可见分光光度计在分别200～400nm和400～800nm范围内测量透光率。图1是复合材料在200～400nm的紫外光透过率谱图，图2是复合材料在450～800nm的可见光透过率谱图。

Claims (4)

1、一种细菌纤维素与聚甲基丙烯酸β羟乙酯复合材料，其特征在于它是以细菌纤维素膜与聚甲基丙烯酸β羟乙酯为主要原料，由热引发经本体自由基聚合而成，其拉伸强度3.5MPa，平衡含水率约为36％～38％，透光率可达75％～80％，具体制备方法：
将细菌纤维素膜浸入甲基丙烯酸β羟乙酯、交联剂和引发剂的混合溶液中，然后放入聚四氟乙烯模具中，通入氮气保护在70℃下反应，再水中浸泡。
2、一种细菌纤维素与聚甲基丙烯酸β羟乙酯复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
1)按计量将甲基丙烯酸β羟乙酯、交联剂二甲基丙烯酸乙二醇酯、引发剂偶氮二异丁腈均匀混合；
2)将细菌纤维素膜完全浸入上述甲基丙烯酸β羟乙酯混合溶液中3～7d；
3)将浸泡后的细菌纤维素膜放入聚四氟乙烯模具中，通入氮气保护，在70℃下反应6～8h；
4)反应产物在去离子水中浸泡1～2周。
3、按照权利要求2所述的制备方法，其特征在于所述的甲基丙烯酸β羟乙酯、交联剂、引发剂配比为100∶0.5～1∶0.1～0.3。
4、按照权利要求1所述的细菌纤维素与聚甲基丙烯酸β羟乙酯复合材料，其特征在于它应用于骨组织支架材料、人工血管与人工皮肤生物医用材料。
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