[发明专利]基于图案化细菌纤维素的三维人工椎间盘及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种三维人工椎间盘的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

(1)细菌发酵培养制备图案化的细菌纤维素，纯化处理并且灭菌；

(2)沿着条状的图案化细菌纤维素一端卷起来，每一层内条纹都定向排列，相邻两层内微图案沿不同方向排列；

(3)凝胶溶液导进环内，放进37℃培养箱培养形成凝胶；其中，

所述椎间盘包括：

基于图案化细菌纤维素的人工纤维环；和

人工髓核，所述髓核由选自以下的一种或多种凝胶材料制成：海藻凝胶、胶原蛋白凝胶、聚蛋白多糖和透明质酸。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述凝胶材料为胶原蛋白凝胶。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述胶原蛋白为Ⅱ型胶原蛋白。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述纤维环为沿着条状的图案化细菌纤维素卷起来的圆环，每一层内条纹都沿0～90°角度范围。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述纤维环为沿着条状的图案化细菌纤维素卷起来的圆环，每一层内条纹都沿+30°和－30°定向排列，相邻两层内微图案沿不同方向排列。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述细菌纤维素的细菌选自以下一种或多种：醋酸菌属、土壤杆菌属、根瘤菌属和八叠球菌属。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述细菌纤维素的细菌选为醋酸菌属。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述细菌纤维素的细菌为木醋杆菌。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述制备图案化的细菌纤维素的方法包括以下步骤：

(a)将培养基和发酵设备进行灭菌处理；

(b)取对数期的液体培养基进行离心，除去上清液，然后加入新鲜培养基制备细菌悬浮液；

(c)将细菌悬浮液倒入不锈钢的培养槽中，盖上有图案的PDMS模板，有图案的一面贴紧液面并确保无气泡产生；

(d)将接种过后的设备放进恒温培养箱里，30℃条件下培养4～6天；

(e)培养4～6天后，在PDMS-培养基界面会形成白色凝胶状细菌纤维素的膜，对其清洗纯化，纯化处理后的膜泡在超纯水中装进样品瓶里，经过121℃高压蒸汽灭菌后放置4℃冰箱低温保存。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤(b)中：

所述离心转速为5000～30000rpm，和/或

所述离心时间为5～30分钟。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：

所述离心转速为8000～15000rpm，和/或

所述离心时间为8～15分钟。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于：

所述离心转速为10000rpm，和/或

所述离心时间为10分钟。

13.根据根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤(c)中，所述有图案的PDMS模板的制备方法包括以下步骤：

(Ⅰ)用AutoCAD设计光刻掩膜的图案，并通过高分辨率的激光打印机在菲林胶片上进行打印制备光刻掩膜；

(Ⅱ)利用步骤(Ⅰ)中制备的光刻掩膜在硅片上进行光刻加工制备硅模版；

(Ⅲ)将PDMS搅匀脱泡倒在步骤(Ⅱ)中制备的硅模板上，真空脱气，加热固化成型，揭下固化好的PDMS得到所述有图案的PDMS模板。