一种利用细菌纤维素制备人工硬脑膜的方法
专利汇可以提供一种利用细菌纤维素制备人工硬脑膜的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种利用细菌 纤维 素制备人工硬脑膜的方法，其步骤是将细菌 纤维素 湿膜 破碎 ，得细菌纤维素匀浆；以细菌纤维素匀浆的 含 水 量 为95％～98％计，将所述细菌纤维素匀浆与浓度为7％～15％的聚乙烯醇溶液按照1∶1～10的比例均匀混合；然后将混合物均匀的铺在模具中，并使其厚度为0.26mm～0.90mm，置于－20℃～－4℃条件下冷冻20小时～30小时；再于 真空 冷冻干燥 机内冻干，得成形的人工硬脑膜。本发明制备的人工硬脑膜在湿态时有良好的弹性和柔韧性，实验测定：厚度一般为0.18～0.78mm，渗水率为0，断裂强度为3～7N/mm2，断裂伸长率为30～98％，勾强为3～7N/mm2。缝合时不撕裂，不脱边。本发明的方法生产过程环保，生产工艺简单，成本低，适于推广。，下面是一种利用细菌纤维素制备人工硬脑膜的方法专利的具体信息内容。
1.一种利用细菌纤维素制备人工硬脑膜的方法，步骤是：
(1)将细菌纤维素湿膜切成0.5cm2～4cm2的小块，置于盛有水的容器中，采用超声波 或机械方式破碎，得细菌纤维素匀浆；
(2)测定细菌纤维素匀浆的含水量；
(3)将水溶性高分子助剂聚乙烯醇配制成质量浓度为7％～15％的溶液；
(4)以细菌纤维素匀浆的含水量为95％～98％计，将所述细菌纤维素匀浆与浓度为7％～ 15％的聚乙烯醇溶液按照1∶1～10的比例均匀混合；
(5)将混合物均匀的铺在模具中，并使其厚度为0.26mm～0.90mm，然后置于-20℃～ -4℃条件下冷冻20小时～30小时；
(6)然后放在真空冷冻干燥机内冻干20小时～24小时，得成形的人工硬脑膜。
2.如权利要求1所述利用细菌纤维素制备人工硬脑膜的方法，其特征是：步骤(1) 所述细菌纤维素湿膜由下述方法制备：
菌株选择：选择木醋杆菌(Gluconacetobacter xylinum)CGMCC No.1.1812或木醋 杆菌(Gluconacetobacter xylinum)CGMCC No.1.2378；种子及液体培养基制备：以重 量百分比计，在含2％～4％的葡萄糖或果糖或蔗糖，0.5％～1％的酵母粉，0.5％～1％ 胰蛋白胨，0.5％～1％Na2HPO4，0.2％～0.3％柠檬酸，2％～3％碳酸钙的种子培养基或 液体培养基中添加0.2～0.8g/L的海藻酸钠或不加，然后调节培养基的pH值为5～6，在 121℃的温度下灭菌20～25min制得含海藻酸钠种子及液体培养基，冷却至30℃后，备用； 种子细胞培养：取1～2环活化好的斜面种子接入含海藻酸钠的液体培养基中，8℃～32℃ 振荡培养24小时～36小时，摇床转速为140～180r/min，得种子液；静态液体发酵生产 细菌纤维素：以体积百分比为5％～10％的接种量将种子液接种到含海藻酸钠的液体培养基 中，充分振荡使菌液均匀，28℃～32℃静置培养6～10天，有生成的细菌纤维素膜浮于 液面；细菌纤维素膜纯化：取生成的细菌纤维素膜，用水冲洗6～10次，除去膜表面培 养基及杂质，再将膜浸泡于0.08～0.12M的碱溶液中，80℃～100℃煮20min～30min， 去除膜中的菌体和残留培养基，膜呈乳白色半透明后，用蒸馏水冲洗并测膜pH值到7.0～ 7.2时，冲洗停止，得细菌纤维素湿膜。
3.如权利要求2所述利用细菌纤维素制备人工硬脑膜的方法，其特征是：所述种子及 液体培养基制备是在以重量百分比计，含2％的葡萄糖或果糖或蔗糖，0.5％的酵母粉， 0.5％胰蛋白胨，0.5％Na2HPO4，0.2％柠檬酸，2％碳酸钙的种子培养基或液体培养基中 添加0.4～0.6g/L的海藻酸钠，然后调节培养基的pH值为6。
4.如权利要求2所述利用细菌纤维素制备人工硬脑膜的方法，其特征是：所述种子细 胞培养是取1～2环活化好的斜面种子接入含海藻酸钠的液体培养基中，30℃～32℃振荡 培养24小时～26小时，摇床转速为150～160r/min，得种子液。
5.如权利要求2所述利用细菌纤维素制备人工硬脑膜的方法，其特征是：所述静态液 体发酵生产细菌纤维素是以体积百分比为6％～8％的接种量将种子液接种到含海藻酸钠的 液体培养基中，充分振荡使菌液均匀，30℃～32℃静置培养6～8天，有生成的细菌纤维 素膜浮于液面。
6.如权利要求2所述利用细菌纤维素制备人工硬脑膜的方法，其特征是：所述细菌纤 维素膜纯化是取生成的细菌纤维素膜，用水冲洗8～10次，除去膜表面培养基及杂质， 再将膜浸泡于0.1M的碱溶液中，100℃煮20min，去除膜中的菌体和残留培养基，膜呈 乳白色半透明后，用蒸馏水冲洗并测膜pH值到7.0～7.2时，冲洗停止。
7.如权利要求2或6所述利用细菌纤维素制备人工硬脑膜的方法，其特征是：所述碱 溶液是NaOH溶液或Na2CO3溶液。
8.如权利要求1所述利用细菌纤维素制备人工硬脑膜的方法，其特征是：步骤(1) 所述破碎采用均质机破碎，处理条件是10000～12000转/分，2～3min。
9.如权利要求1所述利用细菌纤维素制备人工硬脑膜的方法，其特征是：步骤(3) 所述聚乙烯醇分子量为2.5～15万，聚合度为500～2000，醇解度为85-99％；所述聚乙 烯醇溶液的质量浓度为10％。
10.如权利要求1所述利用细菌纤维素制备人工硬脑膜的方法，其特征是：步骤(4) 所述细菌纤维素匀浆与浓度为7％～15％的聚乙烯醇溶液混合的比例为1∶5～8。
技术领域
本发明涉及一种植入或修补人体器官材料的制备方法，尤其涉及一种利用细菌纤维 素制备人工硬脑膜的方法。
背景技术
细菌纤维素是在1886年由Brown发现的，木醋杆菌(Gluconacetobacter xylinum) 在静止培养时于培养基表面形成一层白色纤维状物质，经化学与物理方法分析确定此类 物质具有纤维素的结构与化学性质，因其属细菌合成，故命名为细菌纤维素(bacterial cellulose，BC)。细菌纤维素直径仅为人工合成纤维的1/10，为10nm～100nm，是一种 新型的纳米级生物材料。其有许多独特的性质，如高结晶度和高化学纯度，高抗张强度 和弹性模量，很强的水结合性，极佳的形状维持能力和抗撕力，较高的生物适应性和良 好的生物可降解性。所以这种新型生物纳米材料的研究开发日益受到各国研究者的重视。 但是，在现有的有关细菌纤维素的研究中，利用细菌纤维素制备硬脑膜替代物的研究及 相关方法，经检索还未见报道。
发明内容
本发明所述利用细菌纤维素制备人工硬脑膜的方法，步骤是：
(1)将细菌纤维素湿膜切成0.5cm2～4cm2的小块，置于盛有水的容器中，采用超声波 或机械方式破碎，得细菌纤维素匀浆；
(2)测定细菌纤维素匀浆的含水量；
(3)将水溶性高分子助剂聚乙烯醇(PVA)配制成质量浓度为7％～15％的溶液；
(4)以细菌纤维素匀浆的含水量为95％～98％计，将所述细菌纤维素匀浆与浓度为7％～ 15％的聚乙烯醇溶液按照1∶1～10的比例均匀混合；
(5)将混合物均匀的铺在模具中，并使其厚度为0.26mm～0.90mm，然后置于-20℃～ -4℃条件下冷冻20小时～30小时；
(6)然后放在真空冷冻干燥机内冻干20小时～24小时，得成形的人工硬脑膜。
其中：步骤(1)所述细菌纤维素湿膜由下述方法制备：
菌株选择：选择木醋杆菌(Gluconacetobacter xylinum)CGMCC No.1.1812或木醋 杆菌(Gluconacetobacter xylinum)CGMCC No.1.2378；种子及液体培养基制备：以重 量百分比计，在含2％～4％的葡萄糖或果糖或蔗糖，0.5％～1％的酵母粉，0.5％～1％ 胰蛋白胨，0.5％～1％Na2HPO4，0.2％～0.3％柠檬酸，2％～3％碳酸钙的种子培养基或 液体培养基中添加0.2～0.8g/L的海藻酸钠或不加，然后调节培养基的pH值为5～6，在 121℃的温度下灭菌20～25min制得含海藻酸钠种子及液体培养基，冷却至30℃后，备用； 种子细胞培养：取1～2环活化好的斜面种子接入含海藻酸钠的液体培养基中，8℃～32℃ 振荡培养24小时～36小时，摇床转速为140～180r/min，得种子液；静态液体发酵生产 细菌纤维素：以体积百分比为5％～10％的接种量将种子液接种到含海藻酸钠的液体培养基 中，充分振荡使菌液均匀，28℃～32℃静置培养6～10天，有生成的细菌纤维素膜浮于 液面；细菌纤维素膜纯化：取生成的细菌纤维素膜，用水冲洗6～10次，除去膜表面培 养基及杂质，再将膜浸泡于0.08～0.12M的碱溶液中，80℃～100℃煮20min～30min， 去除膜中的菌体和残留培养基，膜呈乳白色半透明后，用蒸馏水冲洗并测膜pH值到7.0～ 7.2时，冲洗停止，得细菌纤维素湿膜。
上述制备细菌纤维素湿膜的方法中，优选的实施方式是：
所述种子及液体培养基制备是在以重量百分比计，含2％的葡萄糖或果糖或蔗糖，0.5 ％的酵母粉，0.5％胰蛋白胨，0.5％Na2HPO4，0.2％柠檬酸，2％碳酸钙的种子培养基或 液体培养基中添加0.4～0.6g/L的海藻酸钠，然后调节培养基的pH值为6。
所述种子细胞培养是取1～2环活化好的斜面种子接入含海藻酸钠的液体培养基中， 30℃～32℃振荡培养24小时～26小时，摇床转速为150～160r/min，得种子液。
所述静态液体发酵生产细菌纤维素是以体积百分比为6％～8％的接种量将种子液接种 到含海藻酸钠的液体培养基中，充分振荡使菌液均匀，30℃～32℃静置培养6～8天，有 生成的细菌纤维素膜浮于液面。
所述细菌纤维素膜纯化是取生成的细菌纤维素膜，用水冲洗8～10次，除去膜表面 培养基及杂质，再将膜浸泡于0.1M的碱溶液中，100℃煮20min，去除膜中的菌体和残 留培养基，膜呈乳白色半透明后，用蒸馏水冲洗并测膜pH值到7.0～7.2时，冲洗停止。
其中：所述碱溶液是NaOH溶液或Na2CO3溶液。
本发明所述种子培养基和液体培养基中主要由20～30g/L碳水化合物原料，5～10g/L 含氮原料，1～1.5g/L防污染剂，0.2～0.6g/L添加剂组成，将上述原料加水加热溶解， pH调节到5～6，即可得到。
其中：碳水化合物主要包括果糖、葡萄糖、蔗糖或椰子水等，含氮原料主要指酵母 膏或蛋白胨等，添加剂主要是指海藻酸钠。
所述pH调节主要采用柠檬酸、醋酸或Na2HPO4或K2HPO4或KH2PO4。
上述利用细菌纤维素制备人工硬脑膜的方法中，优选的实施方式是：
步骤(1)所述破碎采用均质机破碎，处理条件是10000～12000转/分，2～3min。
步骤(3)所述聚乙烯醇分子量为2.5～15万，聚合度为500～2000，醇解度为85-99％； 所述聚乙烯醇(PVA)溶液的质量浓度为10％。
步骤(4)所述细菌纤维素匀浆与浓度为7％～15％的聚乙烯醇溶液混合的比例为1∶5～ 8。进一步优选为：1∶7。
步骤(5)所述冷冻条件是-18℃～-15℃。
本发明将木醋杆菌发酵生成的细菌纤维素湿膜匀浆后与水溶性高分子助剂聚乙烯醇 复合制成一种新型的生物材料用作人工硬脑膜，细菌纤维素为纳米级纤维，加入聚乙烯 醇保留了其高强度，又提高其耐缝合性，使制成的人工硬脑膜具有如下特点：1、具有可 靠的硬度和良好的柔韧性、弹性；在外科修补时和修补后能承受一定的力，可产生变形 而不破损。2、具有良好的生物组织相容性，无异物排斥反应。3、不能完全被吸收；既 能起到保护脑组织的作用，又能起着很好地隔离头皮软组织与脑组织的作用，使以后的 颅骨修补手术更加安全、可靠。4、防止或减轻手术后局部的粘连与瘢痕形成，预防癫痫 的发生。5、防止脑脊液漏的发生。
本发明利用细菌纤维素制备人工硬脑膜的方法，生产过程环保，生产工艺简单，成 本低，适于推广。
本发明利用细菌纤维素制备的人工硬脑膜在湿态时有良好的弹性和柔韧性，实验测 定：厚度一般为0.18～0.78mm，渗水率为0，断裂强度为3～7N/mm2，断裂伸长率为30～ 98％，勾强为3～7N/mm2。缝合时不撕裂，不脱边。
具体实施方式
(1)菌株选择：选择木醋杆菌(Gluconacetobacter xylinum)CGMCC No.1.1812。
(2)含海藻酸钠种子及液体培养基制备：在以重量百分比计，含2％的果糖，0.5％的 酵母粉，0.5％胰蛋白胨，0.5％Na2HPO4，0.2％柠檬酸，2％碳酸钙的种子培养基或液体 培养基中添加0.5g/L的海藻酸钠，然后调节培养基的pH值为6，在121℃的温度下灭菌 20min，冷却至30℃后，备用；
(3)种子细胞培养：取1～2环活化好的斜面种子(木醋杆菌(Gluconacetobacter xylinum)CGMCC No.1.1812)接入含海藻酸钠的液体培养基中，30℃振荡培养24小时， 摇床转速为160r/min，得种子液；
(4)静态液体发酵生产细菌纤维素：以体积百分比为6％的接种量将种子液接种到含海 藻酸钠的液体培养基中，充分振荡使菌液均匀，30℃静置培养8天，有生成的细菌纤维 素膜浮于液面。
(5)细菌纤维素膜纯化：取生成的细菌纤维素膜，用水冲洗8～10次，除去膜表面培 养基及杂质，再将膜浸泡于0.1M的NaOH溶液中，100℃煮20min，去除膜中的菌体和 残留培养基，膜呈乳白色半透明后，用蒸馏水冲洗并测膜pH值到7.0～7.2时，冲洗停 止，得细菌纤维素湿膜。
(6)将细菌纤维素湿膜切成0.5cm2～4cm2的小块，置于盛有水的容器中，采用超声波 破碎，得细菌纤维素匀浆；
(7)测定细菌纤维素匀浆的含水量为95％(V/V)；
(8)将水溶性高分子助剂聚乙烯醇(PVA，分子量为3.5万，聚合度为600，醇解度为 97％)配制成质量浓度为15％的溶液；
(9)以细菌纤维素匀浆的含水量为95％计，将所述细菌纤维素匀浆与浓度为15％的聚 乙烯醇溶液按照1∶2的比例均匀混合；
(10)将混合物均匀的铺在模具中，并使其厚度为0.26mm～0.90mm，然后置于-20℃ 条件下冷冻20小时；
(11)然后放在真空冷冻干燥机内冻干24小时，得成形的人工硬脑膜。
人工硬脑膜厚度为0.366mm，裁成30mm×5mm小片测定断裂强度为4.236N/mm2和断 裂伸长率为30％，将上述材料中间剪断，端处用4号手术圆针单线缝合，测定勾强为4.222 N/mm2。
实施例2
(1)菌株选择：选择木醋杆菌(Gluconacetobacter xylinum)CGMCC No.1.2378。
(2)种子及液体培养基制备：在以重量百分比计，将4％的蔗糖，1％的酵母粉，1 ％胰蛋白胨，1％Na2HPO4，0.3％柠檬酸，3％碳酸钙制备成种子培养基或液体培养基， 然后调节培养基的pH值为5.3，在121℃的温度下灭菌20min，冷却至30℃后，备用；
(3)种子细胞培养：取1～2环活化好的斜面种子(木醋杆菌(Gluconacetobacter xylinum)CGMCC No.1.2378)接入液体培养基中，32℃振荡培养24小时，摇床转速为 180r/min，得种子液；
(4)静态液体发酵生产细菌纤维素：以体积百分比为6％的接种量将种子液接种到液体 培养基中，充分振荡使菌液均匀，30℃静置培养8天，有生成的细菌纤维素膜浮于液面。
(5)细菌纤维素膜纯化：取生成的细菌纤维素膜，用水冲洗10次，除去膜表面培养 基及杂质，再将膜浸泡于0.12M的Na2CO3溶液中，100℃煮30 min，去除膜中的菌体和 残留培养基，膜呈乳白色半透明后，用蒸馏水冲洗并测膜pH值到7.0～7.1时，冲洗停 止，得细菌纤维素湿膜。
(6)将细菌纤维素湿膜切成小块，置于均质机内均质，转数为12000转/分，时间为 2min，得到细菌纤维素匀浆，测定细菌纤维素的含水量为98％(V/V)。将PVA(分子量 为5万，聚合度为1000，醇解度为95％)配制成质量浓度为10％的溶液，将细菌纤维素 匀浆与10％PVA按照1∶7混合均匀。将混合物均匀的铺在直径为90mm的培养皿中，厚 度约为0.46mm，置于-18℃冰箱冷冻后进行冷冻干燥24小时成膜。
实施例3
(1)菌株选择：选择木醋杆菌(Gluconacetobacter xylinum)CGMCC No.1.1812。
(2)含海藻酸钠种子及液体培养基制备：在以重量百分比计，含3％的葡萄糖，0.8 ％的酵母粉，0.7％胰蛋白胨，0.8％Na2HPO4，0.25％柠檬酸，2.5％碳酸钙的种子培养基 或液体培养基中添加0.7g/L的海藻酸钠，然后调节培养基的pH值为5.7，在121℃的温 度下灭菌20min，冷却至30℃后，备用；
(3)种子细胞培养：取1～2环活化好的斜面种子木醋杆菌(Gluconacetobacter xylinum)CGMCC No.1.1812接入含海藻酸钠的液体培养基中，22℃振荡培养36小时， 摇床转速为150r/min，得种子液；
(4)静态液体发酵生产细菌纤维素：以体积百分比为5％的接种量将种子液接种到含海 藻酸钠的液体培养基中，充分振荡使菌液均匀，28℃静置培养10天，有生成的细菌纤维 素膜浮于液面。
(5)细菌纤维素膜纯化：取生成的细菌纤维素膜，用水冲洗10次，除去膜表面培养 基及杂质，再将膜浸泡于0.09M的NaOH溶液中，80℃煮30min，去除膜中的菌体和残 留培养基，膜呈乳白色半透明后，用蒸馏水冲洗并测膜pH值到7.1～7.2时，冲洗停止， 得细菌纤维素湿膜。
(6)将细菌纤维素湿膜切成0.5cm2～4cm2的小块，置于盛有水的容器中，采用均质机 破碎，处理条件是12000转/分，2min，得细菌纤维素匀浆；
(7)测定细菌纤维素匀浆的含水量为97％(V/V)；
(8)将水溶性高分子助剂聚乙烯醇(分子量为10万，聚合度为1000，醇解度为99％) 配制成质量浓度为7％的溶液；
(9)以细菌纤维素匀浆的含水量为97％计，将所述细菌纤维素匀浆与浓度为7％的聚乙 烯醇溶液按照1∶10的比例均匀混合；
(10)将混合物均匀的铺在模具中，并使其厚度为0.26mm～0.90mm，然后置于-4℃条 件下冷冻30小时；
(11)然后放在真空冷冻干燥机内冻干20小时，得成形的人工硬脑膜。
实施例4
利用细菌纤维素制备人工硬脑膜的方法，步骤是：
(1)将细菌纤维素湿膜切成0.5cm2～4cm2的小块，置于盛有水的容器中，采用均质机 破碎，处理条件是10000转/分，3min，得细菌纤维素匀浆；
(2)测定细菌纤维素匀浆的含水量为98％(V/V)；
(3)将水溶性高分子助剂聚乙烯醇(分子量为15万，聚合度为1500，醇解度为85％) 配制成质量浓度为12％的溶液；
(4)以细菌纤维素匀浆的含水量为98％计，将所述细菌纤维素匀浆与浓度为12％的聚 乙烯醇溶液按照1∶8的比例均匀混合；
(5)将混合物均匀的铺在模具中，并使其厚度为0.26mm～0.90mm，然后置于-14℃条 件下冷冻25小时；
(6)然后放在真空冷冻干燥机内冻干22小时，得成形的人工硬脑膜。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 一种高环压强度耐破型造纸湿强剂 | 2020-05-12 | 170 |
| 一种除湿机专用高强度厚壁膨胀节 | 2020-05-12 | 227 |
| 一种高湿压强度水玻璃砂 | 2020-05-12 | 42 |
| 湿型砂低湿压强度测定装置 | 2020-05-11 | 558 |
| 具有增强的干强度和湿强度的纸 | 2020-05-11 | 10 |
| 适用于高湿度的光照强度传感器 | 2020-05-13 | 591 |
| 湿强度剂和其生产方法 | 2020-05-11 | 743 |
| 具有高强度、高吸湿防湿性的多孔瓷砖 | 2020-05-12 | 672 |
| 改善纸张的湿态强度与干态强度的添加剂 | 2020-05-11 | 574 |
| 高湿压强度水玻璃砂及其制备方法 | 2020-05-13 | 888 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
