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氨基葡萄糖对细菌纤维素血液相容性的影响

杜晶晶  
【摘要】: 细菌纤维素是一种由细菌合成的天然纳米生物材料,其独特的物理化学性质引起国内外广泛关注,目前已成为生物医学领域的研究热点之一。本研究的目的是通过对细菌纤维素改性制备一种新型血液净化材料。 本研究以木醋杆菌为生产菌,生物法改性细菌纤维素,以氨基葡萄糖逐步取代葡萄糖,制备了未改性BC1、改性BC2、BC3、BC4和BC5五种细菌纤维素。应用傅立叶红外光谱仪、X-射线衍射仪、扫描电子显微镜、热重分析仪、比表面积及孔径分析仪、接触角测定仪表征了其理化性能。通过蛋白质吸附实验、溶血实验、动态凝血实验对细菌纤维素的血液相容性进行了初步评价。 结果显示:红外光谱测试五种样品均含有纤维素的特征吸收峰。X-射线衍射检测出现纤维素Ⅰ的特征峰,改性样品BC2、BC3、BC4的三个主要衍射峰强度与未改性样品BC1比较变化不大,改性BC5的三个衍射峰强度明显低于未改性样品BC1,五种样品的结晶指数分别为88.2、80.1、88.7、89.2、91.7。BC2、BC3、BC4、BC5干重与BC1比较均存在极显著差异(P0.01),组间比较均具有差异显著性(P0.05),氨基葡萄糖对细菌纤维素干重有影响。随着氨基葡萄糖量的增大,细菌纤维素干重逐渐下降。扫描电镜观察到各组细菌纤维素的纳米网孔结构,其中氨基葡萄糖改性BC2纤维丝带缠绕紧密,纤维丝带宽度比未改性BC1大,网孔比BC1密集;改性BC3网孔结构与BC1相似,但纤维丝带宽度明显比BC1小。改性BC4网状结构比BC1致密。改性BC5纤维网状结构比未改性组BC1疏松,纤维丝带缠绕不紧密,其宽度比BC1大。热重分析显示氨基葡萄糖改性BC2、BC3、BC4热稳定性优于未改性BC1,未改性BC1热稳定性优于氨基葡萄糖改性BC5。未改性BC1的孔径集中在100nm,氨基葡萄糖改性的BC2孔径集中于90~100nm之间,另三种改性BC3、BC4、BC5孔径均集中在4-10nm之间,BC5分布在此范围的孔数量最多。氨基葡萄糖改性细菌纤维素的亲水性均强于未改性BC1。蛋白质吸附实验结果表明:氨基葡萄糖改性细菌纤维素(BC3、BC4)对白蛋白的吸附量与未改性细菌纤维素(BC1)的吸附量比较差异不显著(P0.05)。溶血实验结果显示氨基葡萄糖改性细菌纤维素(BC3、BC4)与血液相互作用,对红细胞的破坏程度小,溶血率均小于5%,符合医用材料要求。动态凝血实验结果表明在测试时间60min内,氨基葡萄糖改性细菌纤维素(BC3、BC4)与血液稀释液接触后,血液稀释液的相对吸光度均大于90%,且随时间延长呈缓慢下降的趋势,BC3和BC4抗凝血性能较好。 综上所述,本研究制备的四种氨基葡萄糖改性细菌纤维素(BC2、BC3、BC4、BC5)中BC3和BC4理化性质较理想、血液相容性较优异,有开发为血液净化材料的潜质。


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