[发明专利]一种原位复合单质纳米银的细菌纤维素膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物医用材料领域，特别涉及一种新型含银抗菌性纳米细菌纤维素膜 的制备方法。

背景技术

细菌纤维素膜(BC)是一种天然的生物高聚物，基本化学结构如图1所示，是由β-D- 葡萄糖通过β-1，4-糖苷键连接而成的一种无分支的大分子直链聚合物，又称为β-1， 4-葡萄糖。细菌纤维素膜具有高结晶度且化学纯度高，不含半纤维素、木质素和其他 细胞壁成分，以100％纤维素的形式存在，提纯过程简单；细菌纤维素膜持水性高， 其内部有很多“孔道”，有良好的透气、透水性能，能吸收60-700倍于其干重的水分。 细菌纤维素膜具有超细纳米纤维网络、高抗张强度和弹性模量，其杨氏模量可达 10MPa，经热压处理后，杨氏模量可达30MPa；具有极佳的形状维持能力和抗撕力， 细菌纤维素膜的抗撕能力比聚乙烯膜和聚氯乙烯膜要强5倍。同时，细菌纤维素膜具 有较高的生物相容性和良好的生物可降解性，最终可降解生成单糖等小分子物质。细 菌纤维素膜采用微生物发酵合成，其性能和形状的可调控，生产过程绿色环保，成本 低，产率高。

由于细菌纤维素膜的上述优良性能，作为生物医用材料，其具有广泛的应用前景。 目前国外已经有研究机构推出了一些细菌纤维素膜的生物医用制品，如组织工程支 架、人工血管、组织工程皮肤等。其中，以细菌纤维素膜生产的组织工程皮肤，在潮 湿情况下所具有的高机械强度，对气体和液体的高渗透性，这些指标均优于常规皮肤 代用品。但是，细菌纤维素膜本身没有抗菌活性，不能防止伤口的感染，赋予细菌纤 维素膜的较强抗菌性能对其在生物医用材料领域的应用至关重要。

目前国内外抗菌性细菌纤维素膜主要采用复合氯化银粒子以及添加有机抗菌剂 等方法，其工艺复杂，抗菌效果较差、离化能力差等问题难以克服，限制了这类抗菌 生物医用材料的开发和应用。无机抗菌剂与有机抗菌剂相比，最大的区别在于使用有 机抗菌剂容易使细菌产生耐药性，使用不当反而对人体造成危害，而使用无机抗菌剂， 不会使细菌产生耐药性。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型含单质纳米银抗菌性纳米细菌纤维素膜的制备方 法，使制备出的细菌纤维素膜具有优良的力学性能和抗菌性能，通过独特的干燥方法 克服含银纳米细菌纤维素膜干膜脆性大的缺点。

本发明的技术方案是：制备一种含单质纳米银粒子的细菌纤维素膜，细菌纤维素 膜的纳米级别纤维网络结构上附着有单质银纳米颗粒，甚至可包覆细菌纤维素膜纤 维。通过化学反应在细菌纤维素膜的网络结构中形成纳米单质银微粒，化学反应的基 本原理为托伦试剂与含醛基化合物反应生成单质银附着于细菌纤维素膜纤维网中。

具体步骤如下：

步骤一、细菌纤维素膜预处理及提纯工艺。

取细菌纤维素膜用清水多次冲洗，除去膜表面培养基及杂质。再将膜浸泡于 0.01～5mol/L的NaOH溶液，80～100℃下煮沸5～60min，去除液膜中的菌体和残留培 养基，此时，膜呈乳白色半透明状。然后用蒸馏水多次冲洗，控制pH值约为7.2，得 到提纯细菌纤维素膜。

所述细菌纤维素膜是由醋杆菌属、八叠球菌属、假单胞菌属、根瘤菌属、无色杆 菌属、产碱菌属、气杆菌属、固氮菌属、土壤杆菌属等九类菌属中的任何一种经发酵 产生，所产细菌纤维素膜具有三维多孔网络结构。

步骤二、制备银氨溶液，指含有二氨合银离子([Ag(NH₃)₂]⁺)的水溶液。

向浓度为0.0001mol/L～1.0mol/L的银盐溶液中加入氢氧化钠稀溶液，产生白色的 氢氧化银沉淀随即分解为棕色的氧化银和水；再向溶液中滴加浓氨水，直至棕色沉淀 刚好溶解，得到银氨溶液。

所述银盐溶液为硝酸银、氯化银或柠檬酸银等中的一种，银盐也可由一些不溶的 银盐代替，但制备时直接加入氨水将不溶物溶解即可。

步骤三、细菌纤维素膜纳米网络结构原位生成纳米银粒子。

方法1：

a、将步骤一中处理好的细菌纤维素膜浸入步骤二所制备的银氨溶液中0.1～10小 时；

b、将通过a步骤得到的细菌纤维素膜用蒸馏水水洗3-20min，排除表面残留的化 学试剂；

c、将通过b步骤得到的细菌纤维素膜浸入浓度为0.0001mol/L～1.0mol/L含醛基的 化学试剂溶液中20～100℃水浴2～60min。