[发明专利]用于角膜重建的细菌纤维素增强羊膜复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及组织工程生物材料领域，特别是指一种用于组织工程角膜重建的细菌纤维素增强羊膜复合材料的制备方法。 

背景技术

根据世界卫生组织(WHO)发布的报告，角膜疾病已成为仅次于白内障的第二大致盲眼病，我国约有500万患者，并以每年150～200万的速度递增。外伤、感染、遗传因素均能导致角膜结构损伤，引起视力下降甚至失明，角膜盲是致盲的主要原因之一。目前异体角膜移植是临床上治疗角膜盲的常用方法，但其存在角膜供体来源严重受限、术后免疫排斥反应强烈和并发医源性散光等缺陷难以克服。对于异体角膜移植失败及各种原因所导致的严重角膜血管翳患者，组织工程化角膜是一种很有希望的治疗方法。组织工程化角膜利用可降解的生物性支架材料复合种子细胞，通过细胞的扩增获得类似正常角膜性能和结构的人工供体角膜，从而能够有效地避免非生物性角膜材料植入后的严重并发症。在构建组织工程化角膜上皮的过程中，支架材料是种子细胞增殖的场所，引导细胞的生长并决定所构建组织的形态。人们一直在寻找真正适合构建组织工程角膜上皮的支架材料，但研制出兼具组织相容性、透光性、机械性能良好的材料仍是一个难题。 

羊膜是一层半透明膜，不含血管、神经和淋巴管等结构，具有抗新生血管、免疫原性低、抑制成纤维化以及减少瘢痕形成等特点，是组织工程角膜较为理想的载体材料。羊膜基底膜含有Ⅳ型和Ⅴ型胶原、层粘连蛋白、纤维连接蛋白及各种螯合蛋白，能够促进种子细胞的分化、增殖和迁移。大量的研究已经成功地构建出角膜上皮层、基质层和内皮层。但由于羊膜薄而柔软，无法构建复层角膜组织，同时生物力学性能较差，使用时极易褶皱撕裂不易缝合，使操作有一定难度，且移植后的羊膜易脱落溶解，作用期较短，常常达不到治疗的效果。 

细菌纤维素是一种天然的生物高聚物，具有超精细网状结构，由直径3～4纳米的微纤组合成40～60纳米粗的纤维束，并相互交织形成发达的超精细网络结构。且其化学纯度非常高，可作为理想的可降解载体材料应用于伤口敷料、药物载体材料等诸多领域。由于细菌纤维素具有良好的生物相容性、湿态时高的机械强度、良好的液体和气体透过性，使其在医学生物材料发展中表现出极大的优势。细菌纤维素的三维多孔网络结构符合角膜基质的三维构建条件，且力学性能优异，湿态下为透明凝胶状，角膜基质细胞在细菌纤维素中生长良好，并呈规律的极性排列，与正常角膜基质相似。综上所述，将细菌纤维素与羊膜材料结合构建具有三维网络结构的复合材料，可以制备出兼具组织相容性、透光性、机械性能良好的组织工程角膜重建材料。 

本专利采用微生物发酵培养方法原位复合羊膜材料，在保证复合材料的组织相容性、透光性的前提下，有效提高了羊膜材料的机械性能，且复合材料具有与角膜基质相似的三维网络结构。本发明制备工艺简单易行、成本低、材料来源广泛，得到的复合材料且具有良好的空间三维网络结构、透明度高、生物相容性好，力学强度高，可作为组织工程角膜重建支架材料修复各种角膜损伤。可用于角膜移植各种供体材料的替代物，治疗角膜外伤及化学烧伤疾病，角膜肿瘤及增生性疾病，角膜血管化和瘢痕疾病，角膜免疫性疾病，角膜移植排斥反应疾病等角膜病变中应用。 

发明内容

本发明的目的是提供一种用于组织工程角膜重建的细菌纤维素增强羊膜复合材料的制备方法。涉及一种组织工程生物材料制备技术。本发明制备工艺简单易行、成本低、材料来源广泛，得到的复合材料且具有良好的空间三维网络结构、透明度高、生物相容性好，力学强度高，可作为组织工程角膜重建支架材料修复各种角膜损伤。 

本发明公开了一种用于组织工程角膜重建的细菌纤维素增强羊膜复合材料的制备方法，包括：选取能分泌细菌纤维素的菌株活化制备成种子醪液，然后将菌株浓度为30～50wt%的种子醪液置入发酵培养基中静置培养得到细菌纤维素膜；取经脱细胞处理并灭菌的干燥羊膜浸泡在培养基中，待羊膜完全润湿后平铺于细菌纤维素膜上表面；继续静置培养1～3d，经纯化处理，干燥处理得到一种用于组织工程角膜重建的细菌纤维素增强羊膜复合材料。 

作为优选的技术方案： 

其中，如上所述的一种用于组织工程角膜重建的细菌纤维素增强羊膜复合材料的制备方法，所述的能分泌细菌纤维素的菌株是指木醋杆菌、根瘤菌属、八叠球菌属、假单胞菌属、无色杆菌属、产碱菌属、气杆菌属或固氮菌属中的一种或几种。