一种孔径可控的细菌纤维素多孔微球的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于生物材料技术领域，具体涉及一种孔径可控的细菌纤维素多孔微球的制备方法。
【背景技术】
[0002]多孔微球作为一种重要的新型材料，具有密度低、比表面积大、稳定性好和表面渗透能力强等特点，因此在化学、生物、材料科学等领域均有广泛应用。如在药物新制剂的研发以及新剂型的改造方面能够作为一种新型缓/控释给药载体，具有保护药物免遭破坏、控制药物释放速度、延长药物作用时间、减少药物不良反应及降低用药量等优点，还可用于特定组织和器官的药物靶向释放等。另外由于其高效细胞扩增性和可注射性等，多孔微球还为肿瘤的形成机制研究、抗肿瘤药物的筛选和组织工程提供重要的平台。利用性能优良、可生物降解性且具有生物相容性的材料制备孔径可控的多孔微球可使其在不同领域进行广泛应用。
[0003]细菌纤维素是由生长在液态含糖基质中的细菌产生的，并分泌到基质中的纤维素成分，是由葡萄糖以β_1，4糖苷键连接而成的高分子聚合物，因其天然的三维网状结构及良好的生物相容性和降解性在生物医药材料、纤维素衍生物等领域具有广泛应用前景，是一种良好的多孔微球制备材料。细菌纤维素不溶于一般溶剂，采用一般方法很难将其制备成多孔微球。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种工艺简单、稳定性好，且能够批量生产的孔径可控的细菌纤维素多孔微球的制备方法。
[0005]本发明是通过以下技术方案来实现:
[0006]1)细菌纤维素的制备
[0007]首先，取具有细菌纤维素生产能力的微生物菌种活化，得活化菌种，将活化菌种扩大培养，得到种子液，将种子液接种至细菌纤维素发酵培养基中发酵得到细菌纤维素发酵液，然后，将细菌纤维素发酵液液面上层的细菌纤维素膜取出，水洗后于80?90°C，在碱性溶液中浸泡20?40min，取出，反复冲洗至细菌纤维素膜呈透明状，吸干水分，干燥至恒重，得细菌纤维素；
[0008]2)细菌纤维素多孔微球的制备
[0009]将离子液体与1，3-二甲基-2-咪唑啉酮按8:2?6:4的质量比混合得复合溶剂，然后将复合溶剂置于鼓风干燥箱中于101?110°C干燥2?3h，取出，向细菌纤维素中加入细菌纤维素质量4?8%的复合溶剂，于90?120°C油浴搅拌1?4h，得到透明的细菌纤维素溶液；
[0010]3)向细菌纤维素溶液中加入模板微粒，使模板微粒的质量浓度为10%，置于超声波分散机中，超声使微粒分散均匀，得分散液；
[0011]4)将分散液和表面活性剂倾倒入有机溶剂中，均质乳化，得w/o型细菌纤维素乳液，其中表面活性剂加量为有机溶剂的0.15?0.45wt%，所述分散液与有机溶剂质量比为1:5 ?1:10;
[0012]5)向w/o型细菌纤维素乳液中加入沉淀剂正丁醇，沉淀剂与w/o型细菌纤维素乳液体积比为5:1?15:1，搅拌得微球悬浮液，将微球悬液减压过滤，收集沉淀，将沉淀物依次使用正丁醇、丙酮、丙酮洗涤，再经乙醇抽提，收集沉淀，冷冻干燥，得孔径可控的细菌纤维素多孔微球。
[0013]所述的具有细菌纤维素生产能力的微生物菌种为木醋杆菌或木葡糖醋酸杆菌。
[0014]所述的菌种活化是将菌种接种于pH值为5.5?6.5的活化培养基中，在28?32°C下，一次培养28?32h，得到一次培养菌种，将一次培养菌株再次接种于活化培养基中，在28?32°C下，二次培养28?32h，得到活化的菌种；其中，所述的活化培养基中含有蔗糖40?50g/L，牛肉膏10?15g/L，磷酸氢二钠4?5g/L，梓檬酸0.8?1.0g/L，乙醇8?10g/L，琼脂15?20g/L。
[0015]所述的扩大培养是将活化菌种接种于pH值为5.5?6.5的扩培培养基中，在温度为28?32°C，转速为150?200rpm的条件下，振荡培养18?22h，得到种子液;其中，所述的扩培培养基中含有蔗糖40?50g/L，牛肉膏10?15g/L，磷酸氢二钠4?5g/L，柠檬酸0.8?1.0g/L，乙醇8?10g/L。
[0016]所述的发酵是按照每100mL接种3?6mL的接种量将种子液接种至细菌纤维素发酵培养基中，在28?32°C下，发酵8?10天，得到细菌纤维素发酵液。
[0017]所述的离子液体为1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、1-甲基-3-乙基咪唑溴盐、1-丁基-3-甲基咪唑氯盐或1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐。
[0018]所述的模板微粒采用粒径为200nm?500μηι的聚苯乙稀微粒，超声温度为60?90°C，超声时间为5?lOmin。
[0019]所述表面活性剂为司盘-80或聚硅氧烷，所述有机溶剂为正十六烷或真空栗油。
[0020]所述均质乳化速度为3000?7000r/m，所述均质乳化时间为5?lOmin。
[0021]所述步骤5)的搅拌转速为200?300r/m，所述搅拌时间为10?20min。
[0022]与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果:
[0023]本发明利用微球制备过程中添加不同粒径的模板微粒分散于细菌纤维素溶液中，可制成200nm?500μπι的任意孔径细菌纤维素多孔微球，使其可应用于不同分子大小的药物缓释载体的制备，不同组织细胞的粘附，以及不同分子大小目标物质的吸附，该制备工艺可满足多种孔径要求的多孔微球的制备，具有广泛的应用前景。
[0024]本发明还公开了细菌纤维素多孔微球的制备方法。该方法利用咪唑类离子液体(IL)与1，3_ 二甲基-2-咪唑啉酮(DMI)作为细菌纤维素的复合溶剂，解决了细菌纤维素难以溶解的问题，使其制备成多孔微球成为可能，促进了细菌纤维素在生物医药领域的高附加值应用。同时在制备过程中所选择的表面活性剂和沉淀剂能够有效保证微球形成过程中的外观稳定性，克服了微球制备过程中易变形的问题，提高了微球的性能。该制备方法操作简便，便于工业化生产，稳定性及重现性都较好，适宜进行大规模生产。
【具体实施方式】
[0025]下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明。
[0026]本发明的木糖葡糖酸醋杆菌(Gluconacetobacterxylinus)，购自中国农业微生物菌种保藏管理中心，菌株号acccl0215。
[0027]实施例1
[0028]1)细菌纤维素的制备
[0029]首先，取具有细菌纤维素生产能力的微生物菌种木葡糖醋酸杆菌(Gluconacetobacterxylinus)接种于pH值为5.5的活化培养基中，在30°C下，一次培养30h，得到一次培养菌种，将一次培养菌株再次接种于活化培养基中，在30°C下，二次培养30h，得到活化的菌种;其中，活化培养基中含有蔗糖40g/L，牛肉膏12g/L，磷酸氢二钠4g/L，柠檬酸
0.98/1，乙醇98/1，琼脂188/1;将活化菌种接种于?!1值为5.5的扩培培养基中，在温度为30°C，转速为200rpm的条件下，振荡培养18h，得到种子液;其中，所述的扩培培养基中含有蔗糖45g/L，牛肉膏12g/L，磷酸氢二钠4.2g/L，柠檬酸1.0g/L，乙醇9g/L;按照每100mL接种5mL的接种量将种子液接种至细菌纤维素发酵培养基中，在30°C下，发酵9天，得到细菌纤维素发酵液，然后，将细菌纤维素发酵液液面上层的细菌纤维素膜取出，水洗后于80°C，在碱性溶液中浸泡40min，取出，反复冲洗至细菌纤维素膜呈透明状，吸干水分，干燥至恒重，得细菌纤维素；
[0030]2)细菌纤维素多孔微球的制备
[0031]将1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐(六厘頂(:1)与1，3-二甲基-2-咪唑啉酮(011)按8:2的质量比混合得复合溶剂，然后将复合溶剂置于鼓风干燥箱中于101°c干燥3h，取出，向细菌纤维素中加入细菌纤维素质量4%的复合溶剂，于100°C油浴搅拌3h，得到透明的细菌纤维素溶液；
[0032]3)向细菌纤维素溶液中加入粒径为200nm的聚苯乙稀(polystyrene，PS)模板微