专利名称：一种双醛细菌纤维素的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种细菌纤维素的氧化改性方法，尤其涉及一种双醛细菌纤维素的制备方法。
背景技术：
随着生活水平的提高及环境的恶化，心血管类的疾病已经成为威胁我国人民身体健康的主要因素。其中冠心病的高发不仅在我国，更在欧洲国家引起了高的致死致伤率。目前主要通过心脏搭桥手术等进行治疗，但是如果病人恰好通过搭桥手术等痊愈后又复发或者因为不同的原因导致体内没有优质的满足手术需要的血管，就得靠人工血管。但目前所用的人工血管材料与天然血管在顺应性方面不匹配，在临床应用中容易形成血栓并导致内膜的增生，因此，不适用于小口径血管。组织工程的发展从根本上解决了以上的问题。细菌纤维素是一种主要由醋酸菌属在培养液与空气界面产生的凝胶状物质。细菌纤维素因其天然的纳米纤维结构、强的机械性能、好的生物相容性被广泛应用于组织工程领域的研究，近年来更是作为血管支架材料被广泛研究。双醛细菌纤维素是对细菌纤维素2，3位碳上的羟基氧化，使细菌纤维素部分双醛化，从而提高细菌纤维素的降解性。双醛细菌纤维素机械强度高，生物相容性好，形状的可控性，可降解性。在血管工程、器官支架材料具有良好的应用前景。
发明内容
本发明的目的是提供了双醛细菌纤维素的制备方法，该方法制备出的双醛细菌纤维素具有机械强度高，生物相容性好，形状的可控性，高的湿膜孔隙率、含水量，及大量的纳米纤维结构的特点。为了实现上述目的，本发明的技术方案为提供一种双醛细菌纤维素的制备方法，包括以下步骤(I)将细菌纤维素凝胶放于流水中冲洗去除残留含有木醋杆菌的培养基，再放入O. 1%氢氧化钠溶液中，加热至80°C，每两个小时换一次氢氧化钠溶液，煮2 4次，再流水冲洗，后经蒸馏水冲洗至PH6. 5 7. 5 ;(2)将步骤(I)处理后的细菌纤维素凝胶加入浓度为O. I O. 5mol/L的高碘酸钠溶液中，于36°C 38°C反应3 9h ;(3)用O. lmol/L乙二醇溶液洗涤，去除经过步骤(2)处理后的细菌纤维素凝胶中的闻鹏酸纳；(4)用双蒸水洗涤经过步骤(3)处理后的细菌纤维素凝胶，直到淀粉碘化钾试纸的颜色不为蓝色为止，得到双醛细菌纤维素。本发明的双醛细菌纤维素的制备方法，所用高碘酸钠的浓度反应时间要把握好。优选的，原料为生物合成的细菌纤维素，生物合成所涉及的微生物是木醋杆菌。优选的，反应氧化剂为高碘酸钠溶液，高碘酸钠溶液浓度为O. I O. 5mol/L的高碘酸钠溶液中，于36°C 38°C反应6h。本发明以高碘酸钠为氧化剂，对细菌纤维素氧化。氧化后的细菌纤维素不但保留了细菌纤维素原有的机械强度高，生物相容性好，形状的可控性，高的湿膜孔隙率、含水量，及大量的纳米纤维结构。而且更重要的是具有在生物体内的降解性。在血管工程、器官支架材料具有良好的应用前景。
图I为高碘酸钠氧化纤维素生成双醛纤维素示意图；图2为不同氧化程度细菌纤维素红外谱图；图3为不同醛基含量样品表面形貌图；BC :未改性细菌纤维素；B、C、G、F、I为不同醛基含量的双醛细菌纤维素；图4为不同醛基含量样品断面形貌图；BC :未改性细菌纤维素；B、C、G、F、I为不同醛基含量的双醛细菌纤维素；图5不同氧化程度改性细菌纤维素湿膜孔隙率变化图；BC :未改性细菌纤维素；A-I :不同氧化程度的双醛细菌纤维素；图6为不同氧化程度改性细菌纤维素的水含量图；BC :未改性细菌纤维素；A-I 不同氧化程度的双醛细菌纤维素；图7为不同反应时间实验组的降解率的变化图；BC :未改性细菌纤维素；A-I :不同氧化程度的双醛细菌纤维素；图8为相同降解时间下不同醛基含量样品的降解率变化图；BC :未改性细菌纤维素；A-I :不同氧化程度的双醛细菌纤维素。
具体实施例方式实例I :将细菌纤维素凝胶放于流水中冲洗去除残留含有木醋杆菌的培养基；再将细菌纤维素凝胶放入O. 1%氢氧化钠溶液中，加热至80°C，每两个小时换一次氢氧化钠溶液，煮3次，再流水冲洗，后经蒸馏水冲洗至pH为7。再将细菌纤维素凝胶加入浓度为O. Imol/L的高碘酸钠溶液中，于37 V反应3h，然后经O. lmol/L乙二醇溶液洗涤，后用双蒸水再洗涤，直到淀粉碘化钾试纸的颜色不为蓝色为止。经测定醛基的含量占总量的9. 80%。实例2 :将细菌纤维素凝胶放于流水中冲洗去除残留含有木醋杆菌的培养基；再将细菌纤维素放入O. 1%氢氧化钠溶液中，加热至80°C，每两个小时换一次氢氧化钠溶液，煮3次，再流水冲洗，后经蒸馏水冲洗至pH为7。再将细菌纤维素凝胶加入浓度为O. I mol/L的高碘酸钠溶液中，于37°C反应6h，然后经O. lmol/L乙二醇溶液洗涤，后用双蒸水再洗涤，直到淀粉碘化钾试纸的颜色不为蓝色为止。经测定醛基的含量占总量的11.02%。实例3 :将细菌纤维素凝胶放于流水中冲洗去除残留含有木醋杆菌的培养基；再将细菌纤维素放入O. 1%氢氧化钠溶液中，加热至80°C，每两个小时换一次氢氧化钠溶液，煮3次，再流水冲洗，后经蒸馏水冲洗至pH为7。再将细菌纤维素凝胶加入浓度为O. I mol/L的高碘酸钠溶液中，于37°C反应9h，然后经0. lmol/L乙二醇溶液洗涤，后用双蒸水再洗涤，直到淀粉碘化钾试纸的颜色不为蓝色为止。经测定醛基的含量占总量的22. 27%。实例4 :将细菌纤维素凝胶放于流水中冲洗去除残留含有木醋杆菌的培养基；再将细菌纤维素放入O. 1%氢氧化钠溶液中，加热至80°C，每两个小时换一次氢氧化钠溶液，煮3次，再流水冲洗，后经蒸馏水冲洗至pH为7。再将细菌纤维素凝胶加入浓度为O. 3mol/L的高碘酸钠溶液中，于37°C反应3h，然后经O. lmol/L乙二醇溶液洗涤，后用双蒸水再洗涤，直到淀粉碘化钾试纸的颜色不为蓝色为止。经测定醛基的含量占总量的33. 74%。实例5 :将细菌纤维素凝胶放于流水中冲洗去除残留含有木醋杆菌的培养基；再将细菌纤维素放入O. 1%氢氧化钠溶液中，加热至80°C，每两个小时换一次氢氧化钠溶液，煮3次，再流水冲洗，后经蒸馏水冲洗至pH为7。再将细菌纤维素凝胶加入浓度为O. 3mol/L的高碘酸钠溶液中，于37°C反应6h，然后经O. lmol/L乙二醇溶液洗涤，后用双蒸水再洗涤，直到淀粉碘化钾试纸的颜色不为蓝色为止。经测定醛基的含量占总量的37. 55%。实例6 :将细菌纤维素凝胶放于流水中冲洗去除残留含有木醋杆菌的培养基；再将细菌纤维素放入O. 1%氢氧化钠溶液中，加热至80°C，每两个小时换一次氢氧化钠溶液，煮3次，再流水冲洗，后经蒸馏水冲洗至pH为7。再将细菌纤维素凝胶加入浓度为O. 3mol/L的高碘酸钠溶液中，于37°C反应9h，然后经O. lmol/L乙二醇溶液洗涤，后用双蒸水再洗涤，直到淀粉碘化钾试纸的颜色不为蓝色为止。经测定醛基的含量占总量的46. 16%。实例7 :将细菌纤维素凝胶放于流水中冲洗去除残留含有木醋杆菌的培养基；再将细菌纤维素放入O. 1%氢氧化钠溶液中，加热至80°C，每两个小时换一次氢氧化钠溶液，煮3次，再流水冲洗，后经蒸馏水冲洗至pH为7。再将细菌纤维素凝胶加入浓度为O. 4mol/L的高碘酸钠溶液中，于37°C反应3h，然后经O. lmol/L乙二醇溶液洗涤，后用双蒸水再洗涤，直到淀粉碘化钾试纸的颜色不为蓝色为止。经测定醛基的含量占总量的37. 21%。实例8 :将细菌纤维素凝胶放于流水中冲洗去除残留含有木醋杆菌的培养基；再将细菌纤维素放入O. 1%氢氧化钠溶液中，加热至80°C，每两个小时换一次氢氧化钠溶液，煮3次，再流水冲洗，后经蒸馏水冲洗至pH为7。再将细菌纤维素凝胶加入浓度为O. 4mol/L的高碘酸钠溶液中，于37°C反应6h，然后经O. lmol/L乙二醇溶液洗涤，后用双蒸水再洗涤，直到淀粉碘化钾试纸的颜色不为蓝色为止。经测定醛基的含量占总量的42. 89%。实例9 :将细菌纤维素凝胶放于流水中冲洗去除残留含有木醋杆菌的培养基；再将细菌纤维素放入0. 1%氢氧化钠溶液中，加热至80°C，每两个小时换一次氢氧化钠溶液，煮3次，再流水冲洗，后经蒸馏水冲洗至pH为7。再将细菌纤维素凝胶加入浓度为0. 4mol/L的高碘酸钠溶液中，于37°C反应9h，然后经0. lmol/L乙二醇溶液洗涤，后用双蒸水再洗涤，直到淀粉碘化钾试纸的颜色不为蓝色为止。经测定醛基的含量占总量的61. 86%。I、双醛细菌纤维素醛基含量的变化高碘酸钠对细菌纤维素的氧化反应如图I所示，具有强氧化性的高碘酸钠将细菌纤维素葡萄糖单元上的2，3位碳上的羟基氧化，成为醛基，这也使得2，3位碳之间的键发生断裂，使细菌纤维素单体上出现双醛基团。图2为经傅里叶红外扫描检测所获得的光谱图。图中BC为未改性的细菌纤维素，A I为经高碘酸钠反应后的改性的细菌纤维素。从图中可以看到经高碘酸钠氧化的实验组在1740cm-l左右处出现了未改性的细菌纤维素谱图上并未出的较弱的醛基峰特征峰。且也在880cm-l左右处出现了半缩醛特征峰。这些特征峰与李建等文章[45]中描述的双醛纤维素红外峰一致，说明通过高碘酸钠氧化改性，细菌纤维素部分链中的葡萄糖单体已经被氧化生成双醛基团。且3412cm-l左右处的羟基峰的强度比较于未改性细菌纤维素组也有所降低，表明有羟基消失。在图中还发现1068cm-l处的C-O峰及1112cm-l处的O-H吸收峰出现在未改性细菌纤维素组中，而在各改性细菌纤维素组中却未曾出现，这更进一步表明细菌纤维素中葡萄糖单体上的2，3位碳的羟基发生反应。说明有一部分纤维素已经被氧化。获得了氧化细菌纤维素后通过盐酸羟胺反应定量测定氧化细菌纤维素的氧化程度，即以醛基含量来表示。醛基含量的多少反应出了样品氧化程度的高低，是高碘酸钠氧化反应的一个重要的指标。本实验通过盐酸羟胺法测定得到的各实验组的醛基含量，结果以X 土 s的形式表不。结果见表2-2。表2-2不同实验组的醛基含量
权利要求
1.一种双醛细菌纤维素的制备方法，其特征在于包括以下步骤 (1)将细菌纤维素凝胶放于流水中冲洗去除残留含有木醋杆菌的培养基，再放入O.1%氢氧化钠溶液中，加热至80°c，每两个小时换一次氢氧化钠溶液，煮2 4次，再流水冲洗，后经蒸懼水冲洗至pH6. 5 7. 5 ; (2)将步骤(I)处理后的细菌纤维素凝胶加入浓度为O.I O. 5mol/L的高碘酸钠溶液中，于36°C 38°C反应3 9h ; (3)用O.lmol/L乙二醇溶液洗涤，去除经过步骤(2)处理后的细菌纤维素凝胶中的高碘酸钠； (4)用双蒸水洗涤经过步骤(3)处理后的细菌纤维素凝胶，直到淀粉碘化钾试纸的颜色不为蓝色为止，得到双醛细菌纤维素。
全文摘要
本发明公开了一种双醛细菌纤维素的制备方法。先进行细菌纤维素的制备，对细菌纤维素进行纯化。对纯化后的细菌纤维素用氧化剂处理，然后用乙二醇溶液洗涤，得到双醛细菌纤维素。该双醛细菌纤维素具备好的降解性能、高的湿莫孔隙率、含水量以及大量的纳米纤维结构。双醛细菌纤维素在血管工程、器官支架材料具有良好的应用前景。
文档编号C08B15/02GK102924613SQ20121042866
公开日2013年2月13日 申请日期2012年11月1日 优先权日2012年11月1日
发明者曹献英, 陈欢, 潘彦鹏, 郑育声, 杜杰, 陈胜杰 申请人:海南大学