細(xì)菌纖維素可以用于傷口敷料嗎

纖維素是地球上最豐富的生物聚合物, 要分布于植物如樹木、棉花等中, 它是形成植物細(xì)胞壁的主要成分, 也是形成許多真菌、藻類細(xì)胞壁的主要成分。隨著人們對(duì)纖維素類產(chǎn)品需求的增加，人們生產(chǎn)纖維素的方法正不斷地改進(jìn)和更新。近年,發(fā)現(xiàn)一些細(xì)菌也能產(chǎn)生纖維素, 其結(jié)構(gòu)、理化特性和生化特性等皆與植物纖維素有較大的差異, 與植物纖維相比, 細(xì)菌纖維素(Bacterial Cellulose , BC)是由超微纖維組成的超微纖維網(wǎng)。不僅是地球上除植物纖維素之外的另一類由細(xì)菌合成的天然惰性材料, 而且是自1989年Yamanaka等發(fā)現(xiàn)BC具有獨(dú)特的功能后, 以微生物作為載體, 在分子水平上有高純度、高結(jié)晶度、綠色環(huán)保的BC成為世界上公認(rèn)的性能優(yōu)異的新型生物學(xué)材料。

細(xì)菌纖維素（Bacterial Cellulose）是由一定的微生物（主要為細(xì)菌）產(chǎn)生的細(xì)胞外纖維素, 最早由英國科學(xué)家Brown利用化學(xué)分析方法確定。

細(xì)菌纖維素的形成機(jī)制等基礎(chǔ)研究: 1886年, Brown最 先發(fā)現(xiàn)并報(bào)道BC。他觀察到在醋酸發(fā)酵過程中培養(yǎng)基表面形成一層凝膠狀膜經(jīng)進(jìn)一步分析確定這是由醋酸桿菌發(fā)酵產(chǎn)生的一種纖維素物質(zhì)將其命名為纖維素薄膜。后, 很多課題組對(duì)BC的形成機(jī)制做了研究,相關(guān)學(xué)者發(fā)表了一系列有關(guān)BC的基礎(chǔ)研究論文。Hestrin等在1947年第一 次詳細(xì)闡明A. xylinum合成纖維素的機(jī)制。Schramm等在1954年報(bào)道 了纖維素形成過程中的影響因素,研究了培養(yǎng)基以及相關(guān)抑制劑對(duì)其形成的影響,并于1957年研究了合成該纖維素的酶系統(tǒng),同一個(gè)課題組的EIhananOGromet等于1962年研究了纖維素合成過程中的中間產(chǎn)物。后期研究主要集中在A.xylinum合成纖維素的生物模型機(jī)制。1977 年,Colvin等曾嘗試以一種單糖為原料利用纖維素臺(tái)成酶全生物合成纖維素產(chǎn)品。1992 ~ 1993年, Okiyama等報(bào)道了實(shí)驗(yàn)室大規(guī)模培養(yǎng)及通過改進(jìn)發(fā)酵罐的設(shè)計(jì)生產(chǎn)BC的文章。Fontana等將咖啡因和黃嘌呤添加到醋酸菌的培養(yǎng)基中, 發(fā)現(xiàn)它們對(duì)纖維素的產(chǎn)量有促進(jìn)作用。

作為一種很有潛力的新型生物材料, 細(xì)菌纖維素不僅具有良好的生物親和性、相容性、降解性、適應(yīng)性, 且無過敏反應(yīng), 還具有高的持水性和結(jié)晶度、良好的納米纖維網(wǎng)絡(luò)、高的張力和強(qiáng)度, 尤其是良好的機(jī)械韌性等優(yōu)良性能。

其在醫(yī)用敷料、人造血管及人造骨骼等醫(yī)用材料方面及生物載體上的應(yīng)用也日益受到人們的關(guān)注。

一、以醫(yī)用材料研究為例, 細(xì)菌纖維素具有以下五大優(yōu)點(diǎn)

◆高持水性：細(xì)菌纖維素內(nèi)有很多“孔道”, 有良好的透氣性、透水性, 具有很強(qiáng)的吸水性, 能吸收 60～700 倍于其干重的水分。高持水能力使細(xì)菌纖維素材料能吸收傷口滲出物, 起到很好的引流效果, 從而縮短創(chuàng)面干燥所需的時(shí)間。

◆高抗張強(qiáng)度及彈性模量：細(xì)菌纖維素纖維直徑為10～100nm, 抗張強(qiáng)度高, 彈性模量為一般纖維的數(shù)倍至10倍以上, 高達(dá)138GPa。 

◆高抗撕性：細(xì)菌纖維素膜的抗撕性比聚乙烯醇（PVA）膜和聚氯乙烯膜要強(qiáng)5倍。

◆多“孔道”： 細(xì)菌纖維素材料本身的空間三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)能有效地阻止微生物侵入, 避免傷口感染, 保證皮膚創(chuàng)傷治療過程正常通氣, 而細(xì)菌纖維素膜的高柔軟性保證了以其作敷料可根據(jù)傷口形狀和位置進(jìn)行任意的形態(tài)設(shè)計(jì)。 

◆可調(diào)控性：利用細(xì)菌纖維素生物合成時(shí), 可根據(jù)需要合成各種仿生組織工程材料。

除了以上幾點(diǎn), 細(xì)菌纖維素還具有較高的生物適應(yīng)性和良好的生物可降解性, 可在自然界中直接降解, 不污染環(huán)境。

研究顯示，其做繃帶、紗布和創(chuàng)可貼等，可減少對(duì)傷口的刺激，有效緩解疼痛，加快傷口愈合等優(yōu)良性質(zhì)。可廣泛應(yīng)用于傷口、燒傷、皮膚護(hù)理等皮膚病學(xué)領(lǐng)域。由于其本身無抗菌效果，也可以通過復(fù)合技術(shù)對(duì)細(xì)菌纖維素進(jìn)行修飾，賦予其良好的抗菌性能，使其在醫(yī)用敷料方面有更好的應(yīng)用前景。細(xì)菌纖維素在醫(yī)用敷料產(chǎn)業(yè)具有廣闊的應(yīng)用前景。

二、細(xì)菌纖維素可以用于傷口敷料嗎

在皮膚創(chuàng)傷修復(fù)過程中, 創(chuàng)面敷料起到非常重要的作用。

近些年來, 伴隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的發(fā)展, 人們也已普遍關(guān)注到傷口敷料不僅僅是用來覆蓋傷口, 更加應(yīng)該具有傷口的保濕、防粘連、抗菌以及促進(jìn)愈合等特性, 各種新型傷口敷料也因此被研制出來。

作為一種世界上公認(rèn)的性能優(yōu)異的新型生物學(xué)材料, 已有大量研究已證實(shí)細(xì)菌纖維素作為傷口敷料的可行性, 不僅具有良好的親水、抑菌特性和良好的生物兼容性, 與其他傷口敷料或人工皮膚相比, 潮濕情況下力學(xué)強(qiáng)度高, 對(duì)液、氣及電解物有良好的通透性, 與皮膚相容性好, 無刺激性, 可有效緩解疼痛, 防止細(xì)菌的感染和吸收傷口滲出的液體, 促進(jìn)傷口的快速愈合, 有利于皮膚組織生長。

細(xì)菌纖維素膜還可作為緩釋藥物的載體, 攜帶各種藥物, 利于皮膚表面給藥, 促使創(chuàng)面的愈合和康復(fù), 而且產(chǎn)物制備過程簡便、環(huán)保、生產(chǎn)成本低, 可實(shí)現(xiàn)制備出的敷料產(chǎn)品的大規(guī)模實(shí)際應(yīng)用。

三、到目前為止, 國內(nèi)、外關(guān)于細(xì)菌纖維素作為傷口敷料已有大量研究。

如系統(tǒng)研究和優(yōu)化了細(xì)菌纖維素膜的結(jié)構(gòu)和性能, 以達(dá)到提高孔隙率、透氣性和保濕性等多種理化特性；

以細(xì)菌纖維素為基礎(chǔ)的復(fù)合材料也成為國內(nèi)外科學(xué)家研究的熱點(diǎn), 將細(xì)菌纖維素與納米銀顆粒結(jié)合形成復(fù)合抗菌敷料, 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明其可減少傷口感染和愈合時(shí)間；

利用微波處理細(xì)菌纖維素膜與聚丙烯酰胺得到水凝膠復(fù)合膜, 并研究了其用于局部深度燙傷治療的可行性；

通過小鼠燙傷實(shí)驗(yàn)和體外抑菌實(shí)驗(yàn)證明細(xì)菌纖維素-氧化鋅納米顆粒復(fù)合物具有良好的抑菌特性和治療燙傷效果……

細(xì)菌纖維素及其復(fù)合材料在傷口敷料應(yīng)用中正展現(xiàn)出強(qiáng)大潛力, 也越來越引起國內(nèi)外專家的關(guān)注。由此來看，未來細(xì)菌纖維素在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域前景無限??！

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