[发明专利]一种琼脂糖加强三维纳米多孔细菌纤维素支架及其应用

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种细菌纤维素支架，具体地说，是关于一种琼脂糖加强三维纳米多孔细菌纤维素支架及其应用。

【背景技术】

支架在组织工程，组织缺损修复中扮演重要角色，不但支持细胞在其内生长，引导新的组织形成，并且要能够降解为无毒物质。但是，在这一领域我们还没有发现理想的支架材料。近来，仿生材料吸引了众多科学家从仿生学角度出发进行生物材料研制。主要是合成组分、结构、功能特点与人体组织环境相似的材料。对于结构仿生，已有几种新的加工方法被应用以达到在不程度上仿造细胞外基质，如：静电纺丝，自组装技术等。细菌纤维素(Bacterial cellulose，BC)又称为生物纤维素，是一种由纳米纤维素纤维构成的具有纳米结构的支架，具有很好的生物相容性。有研究表明BC具有应用为软骨组织工程、骨组织工程支架的可能，并可以促进伤口愈合。然而，天然BC不存在供细胞在其内生长的大孔结构。我们命名这种纤维素为二维细菌纤维素(2D BC)。我们采用仿生学方法将2D BC加工成三维细菌纤维素支架(3D BC)，然而该三维细菌纤维素支架的最大压缩载荷和杨氏模量不是很理想。

【发明内容】

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种琼脂糖加强三维纳米多孔细菌纤维素支架。

本发明的再一的目的是，提供一种琼脂糖加强三维纳米多孔细菌纤维素支架的用途。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种琼脂糖加强三维纳米多孔细菌纤维素支架，由以下方法制备得到：将细菌纤维素水凝胶置入水中，然后加入0.5％-3％(g/ml)琼脂糖，搅拌至细菌纤维素得到碎片状细菌纤维素，制成细菌纤维素混悬液，再将上述悬浊液加热至琼脂糖完全溶解，然后将上述悬浊液加入模具中加工得到三维纳米多孔细菌纤维素支架。

所述的细菌纤维素水凝胶置入水中，所述的细菌纤维素水凝胶与水的比例为1∶1(g/ml)。

所述的琼脂糖加入量为1％(g/ml)。

为实现上述第二个目的，本发明采取的技术方案是：

琼脂糖加强三维纳米多孔细菌纤维素支架作为软骨组织工程支架在组织修复和组织工程中的应用。

本发明优点在于：

1、琼脂糖加强三维纳米多孔细菌纤维素支架可支持C5.18细胞和成人骨髓基质细胞黏附、增殖、并形成组织。

2、琼脂糖加强三维纳米多孔细菌纤维素支架的最大压缩载荷和杨氏模量是三维纳米多孔细菌纤维素支架的最大压缩载荷和杨氏模量3倍。

3、琼脂糖加强三维纳米多孔细菌纤维素支架中的琼脂糖有利于成软骨细胞生长和保持其表型。并且，随着琼脂糖在长期培养过程中逐渐降解，支架孔壁纳米纤维逐渐暴露，细胞可与纳米纤维发生相互作用。而且，C5.18和hBMSCs可以在3D A/BC支架内生存。琼脂糖加强三维纳米多孔细菌纤维素支架是一种具有吸引力的软骨组织工程支架。

【附图说明】

附图1是具有大孔的3D BC支架和3D A/BC支架。

附图2为3D BC支架和3D A/BC支架的孔隙分布曲线。

附图3显示3D BC支架和3D A/BC支架最大压缩强度和杨氏模量。

附图4显示3D BC支架和3D A/BC支架内的hBMSCs和C5.18细胞培养活性图。

附图5显示三维支架内的细胞贴附与形貌图。

附图6显示3D A/BC支架内hBMSCs和C5.18细胞的增殖图。

附图7显示的是3D A/BC支架接种细胞6周后的H&E染色结果。

【具体实施方式】

下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

实施例1

1.材料与方法

1.1.细菌纤维素和三维细菌纤维素支架的准备

原始细菌纤维素由以下方法制备合成：将木醋杆菌(G.xylinus)恒温静置培养于培养基中6天，生成的细菌纤维素膜浮于液面。膜取出后，用蒸馏水反复冲洗，除去表面培养基及杂质后浸于0.1M NaOH溶液中，100℃煮沸20分钟，去除液膜中的菌体和残留培养基，再用蒸馏水反复冲洗，至pH约7.2。细菌纤维素经冻干后进表征。同时用水将BC打碎，搅拌形成BC混悬液(BC与水比例为1∶1g/ml)。BC混悬液再倒入所需要的模具中(本研究中使用24孔培养板中，以24空培养板为模具)冷冻干燥2天。

1.2. 3D A/BC支架的加工