CN103341208A - 一种中空生物纤维素管的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种中空生物纤维素管的制备方法，其是将棉线吸附液体培养基后，接种生物纤维素产生菌，静置有氧发酵至棉线被生成的生物纤维素包裹之后，抽出棉线即可。本发明使用棉线作为了培养基的载体，其具有良好的吸水、透气性能，能够保证生物纤维素产生菌的正常生长、繁殖并代谢生物纤维素。使用该方法还能够生产出小口径的生物纤维素管，进一步扩大了生物纤维素管的应用范围。而且大大降低了中空生物纤维素管的生产成本，操作简单，实施方便，具有良好的应用前景。

Description

一种中空生物纤维素管的制备方法

技术领域

本发明属于医药技术领域，涉及一种可用于组织工程支架材料的中空生物纤维素管的制备方法。

 

背景技术

血管是人体必不可少的器官之一，同时更是生命循环得以存续的基本结构。在临床外科手术中，常常有大量的病患需要进行血管的重建，因此迫切需要血管移植物来代替受损的血管。组织工程血管是一种用组织工程的方法构建的具有良好生物相容性和力学特性的血管替代物，其主要由血管支架材料和组织干细胞经生物构建而成。

目前在组织工程血管的开发进程中，大口径血管方向常使用涤纶、尼龙或是膨胀的聚四氟乙烯等不可降解的材料制备组织工程血管，其形成血栓、内膜增生率较低，通畅性好，但是对于小口径血管，因为这些非降解性材料部支持内皮细胞的粘附和生长，故血管难以充分内皮化，而且材料不能降解，难以形成真正意义上的血管，且更容易造成内膜增生、形成血栓、血流不畅等问题而导致血管移植失败。

生物纤维素（Biocellulose），也称细菌纤维素（Bacterial  cellulose，BC）是指在不同条件下，由醋酸菌属等中的某种微生物合成的纤维素的统称。与天然纤维素相比，其具有很高的纯度、精细的空间网状结构、很强的持水性能及生物可降解性。目前已尝试用于制备组织工程支架。但是生物纤维素是使用液态培养基通过浅盘静态培养或摇床动态培养获得的膜状或小球状产品，其在加工成血管状的中空管时存在难度。CN101348813A等专利中开发了一种生产生物纤维素管的方法，其是将一个具有渗氧功能管材置于发酵容器中，再在发酵容器中放入培养基，而具有渗氧功能管材中通入空气或氧气来进行静态发酵，或者在具有渗氧功能管材中放入培养基和菌种，使其外部保持供氧环境，使产生的生物纤维素膜生长在具有渗氧功能的管材的外壁或内壁上，发酵结束后即可从具有渗氧功能的管材外壁或内壁取出生物纤维素管。但是，从上述的方法不难看出，首先具有渗氧功能管材不易获得，成分高昂；其次，当在渗氧管材外壁生产生物纤维素管时，由于渗氧管材本身还需要具有一定的壁厚和中空程度，因此无法生产出足够小口径的生物纤维素管；而当在渗氧管材内壁生产生物纤维素管时，工艺控制要求十分严格，稍有不当，生物纤维素就会在渗氧管材内形成实心棒状产物，而无法获得中空的生物纤维素管材，此外，在渗氧管材内壁生产生物纤维素管时，得到的生物纤维素管材也难以从渗氧管材内取出。

 

发明内容

针对上述缺陷，本发明提供了一种中空生物纤维素管的制备方法，其是将棉线吸附液体培养基后，接种生物纤维素产生菌，静置有氧发酵至棉线被生成的生物纤维素包裹之后，抽出棉线即可。

本发明的方法中，对于棉线的直径并没有特别的限制，实际使用时，可以根据所需中空生物纤维素管的内径来选择棉线的直径，可以将多股棉线合并为一股粗棉线使用，也可以将一股棉线分成更细的棉线使用。

本发明方法中，优选使吸附了培养基的棉线悬空静置发酵。所述的悬空是指在棉线的四周不接触其他物体，以保证棉线的四周均处在有氧的环境之中。

本发明的方法中，优选发酵培养时，棉线的一端浸泡在液体培养基中，另一端保持干燥直接暴露于空气中。这样一方面通过棉线的吸附功能以及液体培养基的扩散性，能不断向棉线中提供培养基中的营养成分，保证发酵的持续进行；另一方面，还能够通过棉线的上头向菌种提供发酵所需要的一定量的氧气，提高发酵效率。

本发明的方法中，优选在发酵过程中保证棉线是张直的。这样能够使发酵获得的生物纤维素管的外壁光滑、平整，品质优良。

本发明的方法中，用于生产生物纤维素的菌种并没有特别的要求，只要其能够产生生物纤维素即可，例如常用的木葡糖酸醋杆菌、木醋杆菌等都可以使用。

本发明的方法中，用于生产生物纤维素的培养基也并没有特别的要求，只要其能够为生物纤维素产生菌提供其生长繁殖以及代谢出生物纤维素的营养即可，天然的培养基，如椰子水培养基和人工配置的各种培养基都可以使用。 

本发明的方法中，棉线的长度原则上并没有特别的限制，但是为了保证营养成分和氧气的供应，通常选择在50cm以下，具体可以根据所需生物纤维素管材的长度来选择。

本发明的方法中，在抽出棉线之后，还可以包括洗涤、纯化和/或干燥的步骤。

本发明的方法，优选包括下述的工艺步骤：

1）取直径为0.5-2mm、长度小于50cm的棉线，留头1-5cm保持干燥，其余部分在培养基中浸透后，上端吊起，下端浸泡于培养基中；

2）再在棉线上接种生物纤维素产生菌；保持28-32℃培养发酵2-8天，使棉线外侧被生成的生物纤维素管包裹；

3）取下棉线，并将棉线从生物纤维素管中抽出，即可。

 本发明中提供的中空生物纤维素管的制备方法，使用棉线作为了培养基的载体，其具有良好的吸水、透气性能，能够保证生物纤维素产生菌的正常生长、繁殖并代谢生物纤维素。使用该方法还能够生产出小口径的生物纤维素管，进一步扩大了生物纤维素管的应用范围。而且大大降低了中空生物纤维素管的生产成本，操作简单，实施方便，具有良好的应用前景。

具体实施方式

下面结合具体实施方式来对本发明作进一步的说明，但是下文中的具体实施方法不应当被理解为对本发明的限制。本领域普通技术人员能够在本发明基础上显而易见地作出的各种改变和变化，应该均在本发明的范围之内。

 

实施例1：

培养基配制：取葡萄糖200g、酵母粉50g、蛋白胨50g、磷酸氢二钠50g、柠檬酸20g、硫酸镁10g、硫酸铵10g、去离子水1000ml，混合成液体培养基，高温杀菌。

取直径为0.5mm、长度为20cm的棉线，留头2cm保持干燥，其余部分在液体培养基中浸透后，上端吊起，下端浸泡于液体培养基中，再在棉线上接种木葡糖酸醋杆菌；保持28℃培养发酵4天，使棉线外侧被生成的生物纤维素管包裹；取下棉线，并将棉线从生物纤维素管中抽出，再对其进行洗涤和纯化即可。

 

实施例2： 

培养基配制：取蔗糖100g、葡萄糖100g、蛋白胨50g、磷酸氢二钠50g、冰醋酸10g、硫酸铵10g、去离子水1000ml，混合成液体培养基，高温杀菌。

取直径为1mm、长度为30cm的棉线，留头3cm保持干燥，其余部分在液体培养基中浸透后，上端吊起，下端浸泡于上述人工配置培养基中，再在棉线上接种木醋杆菌；保持30℃培养发酵5天，使棉线外侧被生成的生物纤维素管包裹；取下棉线，并将棉线从生物纤维素管中抽出，再对其进行洗涤、纯化和干燥即可。

 

实施例3：

培养基配制：取糖蜜300g、蛋白胨50g、磷酸氢二钠50g、冰醋酸10g、硫酸铵10g、去离子水1000ml，混合成液体培养基，高温杀菌。

取直径为3mm、长度为45cm的棉线，留头5cm保持干燥，其余部分在培养基中浸透后，上端吊起，下端浸泡于培养基中，再在棉线上接种木葡糖酸醋杆菌；保持30℃培养发酵7天，使棉线外侧被生成的生物纤维素管包裹；取下棉线，并将棉线从生物纤维素管中抽出，再对其进行洗涤和纯化即可。

 

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种中空生物纤维素管的制备方法，其特征在于：是将棉线吸附液体培养基后，接种生物纤维素产生菌，静置有氧发酵至棉线呗生成的生物纤维素包裹之后，抽出棉线即可。

2.根据权利要求1所述的中空生物纤维素管的制备方法，其特征在于：使吸附了液体培养基的棉线悬空静置发酵。

3.根据权利要求1所述的中空生物纤维素管的制备方法，其特征在于：发酵培养时，棉线的一端浸泡在液体培养基中，另一端保持干燥直接暴露于空气中。

4.根据权利要求3所述的中空生物纤维素管的制备方法，其特征在于：在发酵过程中保证棉线是张直的。

5.根据权利要求1所述的中空生物纤维素管的制备方法，其特征在于：棉线的长度选择在50cm以下。

6.根据权利要求1所述的中空生物纤维素管的制备方法，其特征在于：在抽出棉线之后，还包括洗涤、纯化和/或干燥的步骤。

7.一种中空生物纤维素管的制备方法，其特征在于：包括下述的工艺步骤：

1）取直径为0.5-5mm、长度小于40cm的棉线，留头1-5cm保持干燥，其余部分在培养基中浸透后，上端吊起，下端浸泡于培养基中；

2）再在棉线上接种生物纤维素产生菌；保持28-32℃培养发酵2-8天，使棉线外侧被生成的生物纤维素管包裹；

3）取下棉线，并将棉线从生物纤维素管中抽出，即可。

8.根据权利要求7所述的中空生物纤维素管的制备方法，其特征在于：在抽出棉线之后，还包括洗涤、纯化和/或干燥的步骤。