[发明专利]一种Fe3

说明书

本发明公布了一种Fe₃O₄磁性细菌纤维素及其制备方法，利用酯化的方法，在双羧基PEG修饰的超顺磁性氧化铁纳米粒子一端接枝细菌纤维素膜，一端接枝RGD。在振动的磁场中，该Fe₃O₄磁性细菌纤维素对细胞的伸展粘附有明显的促进作用，可以调节细胞的生长。

技术领域

本发明涉及生物纳米材料技术领域，尤其是一种天然生物高分子材料制备磁性材料的方法。

背景技术

细菌纤维素(BC)是一种由诸如木醋杆菌（Acetobacter xylinum）产生的三维天然生物纳米材料。具有化学成分纯度高、结晶度高、聚合度高（2000-8000）、良好的生物降解性和生物相容性等显著性能，是理想的生物医用材料。它可以模仿细胞外基质（ECM）更好地连接细胞使其成为生物支架从而用于生物医学和组织工程的研究。

细胞与材料的相互作用是组织工程研究的重要领域之一，细胞必须先进行吸附，然后才能迁移、分化、增值，因此粘附的差异性必将导致增值、分化等一系列的反应发生。细胞与外界作用都是靠细胞膜表面受体实现的，整联蛋白是第一个被确认的细胞外基质（ECM）受体，RGD（精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸）序列是第一个被证明的整合素蛋白识别的最小结构。通过改变RGD的信号对细胞的吸附、增值、极化等有着重要的意义。

而之前人们利用促进细胞粘附的方法主要有电刺激、酶催化、光刺激等。在这些不同的刺激物中，在体内具有潜在应用价值的光被广泛用于通过光化学反应调节细胞粘附和脱离，例如细胞内分子的光裂解。然而，能够引发光化学反应的光很容易被活组织吸收，从而导致穿透深度有限，对活细胞产生潜在的有害影响。远程磁场控制可以穿透活体细胞，大大减少组织伤害等优势。

发明内容

本发明的目的是提供一种磁性纤维素材料及其制备方法，所得材料具有纳米粒子分布均匀，可远程调控促进细胞生长粘附的特点。

实现本发明目的技术解决方案为：一种Fe₃O₄ 磁性细菌纤维素及其制备方法，包括如下步骤：

（1）将双羧基PEG修饰的超顺磁性氧化铁纳米粒子和同等质量细菌纤维素膜（BC）置于N,N-二甲基甲酰胺（DMF）中，加入1/2纤维素薄膜质量的二环己基碳二亚胺（DCC），1/10纤维素薄膜质量的4-二甲氨基吡啶（DMAP），110℃回流，清洗、冷冻干燥；

（2）将步骤（1）所得样品和2倍纤维素薄膜质量的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐（EDC）、1/3纤维素薄膜质量的N-羟基琥珀酰亚胺（NHS）、RGD置于磷酸盐缓冲液（PBS，pH=7.4）中，40-60℃反应2-4h，得到Fe₃O₄ 磁性细菌纤维素（RMBC）。

较佳的，细菌纤维素膜厚度为1-2mm。

较佳的，双羧基PEG修饰的超顺磁性氧化铁纳米粒子通过如下步骤制备：将乙酰丙酮铁加入含有油胺和羧基聚乙二醇（HOOC-PEG₂₀₀₀-COOH）的二苯基醚中，在80-90℃氮气中活化4-5小时，在255-280℃条件下反应回流30-60分钟，洗涤、离心，冷冻干燥。

较佳的，RGD 在磷酸盐缓冲液中的浓度为100μg/ml。

较佳的，磷酸盐缓冲液的pH值为7.4。

本发明与现有技术相比有如下优点：

1）本发明材料来源广，自然界储量丰富，无毒无害，生物相容性好；

2）通过过化学键相结合，稳定不易脱落，通过乙二醇包覆，生物相容性优越；

3）可通过外界磁场的变化带动RGD的纳米级振动，对细胞的伸展粘附有明显的促进作用，可以调节细胞的生长。