本發(fā)明屬于生物醫(yī)藥領(lǐng)域，特別涉及一種基于聚乙烯醇/細(xì)菌纖維素的人工假體材料及其制備和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、耳廓彈性軟骨缺乏血管、淋巴和神經(jīng)的支持，且解剖結(jié)構(gòu)精細(xì)復(fù)雜，一旦缺損自身難以修復(fù)和重建，目前唯一的治療方法為假體移植。然而，肋軟骨耳再造的手術(shù)周期長(zhǎng)、雕刻難、創(chuàng)傷大、供區(qū)并發(fā)癥多；組織工程耳廓支架往往缺乏足夠的力學(xué)強(qiáng)度；生物材料耳廓再造能夠避免以上問(wèn)題，并且來(lái)源廣泛和可塑性強(qiáng)。臨床常用的假體材料——高密度聚乙烯(medpor，美國(guó)porex?corp公司)質(zhì)地較硬，缺乏柔韌性和彈性，易導(dǎo)致支架擠壓外露。此外，已有關(guān)于硅膠、聚四氟乙烯、聚乳酸和聚乙二醇酸的研究表明，材料與組織附著不足并引發(fā)炎癥。因此，迄今尚未找到一種理想的耳廓替代物，能夠與人體耳廓組織的力學(xué)和生物學(xué)性能匹配。

2、細(xì)菌纖維素也稱為細(xì)菌納米纖維素(bnc)，是由木駒形氏桿菌等微生物在氣液界面產(chǎn)生的天然納米纖維水凝膠，具有獨(dú)特的納米纖維三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，類似于細(xì)胞外基質(zhì)的結(jié)構(gòu)，還具有良好生物相容性、柔韌性等出色的力學(xué)性能。已有研究表明，細(xì)菌纖維素適合作為耳軟骨置換植入材料，然而其剛性納米纖維缺乏彈性，限制了其在彈性軟骨材料領(lǐng)域的應(yīng)用。聚乙烯醇(pva)可形成一種內(nèi)部呈多孔蜂窩網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的水凝膠，具有良好的生物相容性和極佳的彈性，可提供彈性恢復(fù)力和粘彈性能量耗散，與彈性軟骨的理化特性相似。然而，聚乙烯醇水凝膠單獨(dú)作為軟骨替代材料時(shí)，無(wú)法滿足其生物活性和力學(xué)強(qiáng)度的需求。此外，天然bnc膜和pva水凝膠的網(wǎng)絡(luò)孔隙都較小，不利于細(xì)胞和組織向內(nèi)部生長(zhǎng)浸潤(rùn)和延伸。

3、現(xiàn)有將聚乙烯醇和細(xì)菌纖維素復(fù)合改性的技術(shù)多為浸漬法或交聯(lián)法，浸漬法耗時(shí)長(zhǎng)且負(fù)載率低，交聯(lián)法使用的化學(xué)交聯(lián)劑常常帶來(lái)毒副作用。在人工耳廓領(lǐng)域尚未見到類似將均質(zhì)勻漿的細(xì)菌纖維素與聚乙烯醇復(fù)合的研究報(bào)道，已有研究主要集中在細(xì)菌纖維素膜為基底材料，通過(guò)浸漬或者化學(xué)交聯(lián)的方法與聚乙烯醇進(jìn)行復(fù)合，但是這種方式限制了聚乙烯醇的復(fù)合量，交聯(lián)劑也可能會(huì)帶來(lái)毒性，未能顯著提高材料的彈性。通過(guò)凍融法制備的聚乙烯醇/細(xì)菌纖維素復(fù)合材料的力學(xué)性能和生物相容性等尚未進(jìn)行研究，也未開發(fā)其作為人工耳廓等整形假體材料。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于聚乙烯醇/細(xì)菌纖維素的人工假體材料及其制備和應(yīng)用。

2、本發(fā)明提供一種假體材料，所述假體材料以含細(xì)菌纖維素、聚丙烯醇的原料，在表面活性劑條件下發(fā)泡，并結(jié)合凍融法獲得。

3、本發(fā)明提供一種假體材料的制備方法，包括：

4、(1)將細(xì)菌纖維素均質(zhì)處理將其破碎成勻漿，離心收集得到細(xì)菌纖維素沉淀；

5、(2)將聚乙烯醇水溶液、細(xì)菌纖維素沉淀、表面活性劑混合，攪拌發(fā)泡，凍融處理，洗滌，得到假體材料；

6、或?qū)⒕垡蚁┐妓芤骸⒓?xì)菌纖維素沉淀混合，攪拌，凍融處理，洗滌，得到假體材料。

7、步驟(1)中通過(guò)均質(zhì)機(jī)將細(xì)菌纖維素勻漿均質(zhì)，再離心收集細(xì)菌纖維素bnc沉淀。

8、優(yōu)選地，所述步驟(1)中細(xì)菌纖維素為純化后的細(xì)菌纖維素。

9、優(yōu)選地，所述步驟(1)中均質(zhì)處理參數(shù)：8000-12000rpm，15-30min，處理3-5次；所述離心為5000-11000rpm離心5-10min。

10、步驟(2)中將聚乙烯醇水溶液與細(xì)菌纖維素沉淀混合，并加入表面活性劑進(jìn)行攪拌發(fā)泡，利用凍融法將兩者物理交聯(lián)，制備聚乙烯醇/細(xì)菌纖維素復(fù)合材料，最后將材料反復(fù)振蕩洗滌得到假體材料。

11、所述步驟(2)中聚乙烯醇的聚合度為400-2500，醇解度50-99％。

12、所述步驟(2)中聚乙烯醇型號(hào)為：聚乙烯醇588(聚合度500，醇解度88％，上海源葉生物科技有限公司)、聚乙烯醇2088(聚合度2000，醇解度88％，上海畢得醫(yī)藥科技股份有限公司)、聚乙烯醇2488(聚合度2400，醇解度88％，上海畢得醫(yī)藥科技股份有限公司)、聚乙烯醇1799(聚合度1700，醇解度99％，上海阿拉丁生化科技股份有限公司)、聚乙烯醇1750(聚合度1700，醇解度50％，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)。

13、優(yōu)選的，所述聚乙烯醇的型號(hào)為聚乙烯醇1750(聚合度1700，醇解度50％)。

14、優(yōu)選地，所述步驟(2)聚乙烯醇水溶液的濃度為5-30％(w/v，g/ml)；

15、優(yōu)選地，所述聚乙烯醇水溶液為聚乙烯醇和水混合，90-100℃溶解，得到聚乙烯醇水溶液。

16、優(yōu)選地，步驟(2)中混合體系中細(xì)菌纖維素沉淀含量為10-40％(w/v，g/ml)；所述表面活性劑的含量為0-3％(w/v，g/ml)，進(jìn)一步優(yōu)選地，所述表面活性劑的含量為1-3％(w/v，g/ml)。

17、優(yōu)選地，所述步驟(2)中表面活性劑為聚乙二醇辛基苯基醚、十二烷基磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、脂肪酸中的一種或幾種。表面活性劑作為發(fā)泡劑，進(jìn)行制孔。

18、進(jìn)一步優(yōu)選的，所述表面活性劑為聚乙二醇辛基苯基醚。

19、優(yōu)選地，所述步驟(2)中凍融處理為：冷凍后解凍，其中冷凍溫度-80℃至-20℃，時(shí)間12-48h；解凍溫度-4℃～室溫，時(shí)間8-12h；凍融處理循環(huán)操作1-5次。

20、進(jìn)一步地，所述解凍溫度為-4℃或室溫，時(shí)間為12h。

21、優(yōu)選地，所述步驟(2)中攪拌300-350rpm下攪拌5-15min；所述洗滌為振蕩洗滌，其中時(shí)間為1-2d，轉(zhuǎn)速為50-150rpm。

22、本發(fā)明提供一種所述假體材料在人工耳廓、軟骨、人造皮膚、皮革、胸部、鼻翼、下顎部位的整容修復(fù)假體材料領(lǐng)域中的應(yīng)用。

23、本發(fā)明提供了一種基于聚乙烯醇/細(xì)菌纖維素的假體材料(如人工耳廓)，將細(xì)菌纖維素均質(zhì)后與聚乙烯醇溶液、表面活性劑(如聚乙二醇辛基苯基醚等)混合，利用凍融法結(jié)合表面活性劑發(fā)泡法進(jìn)行復(fù)合和制孔，最后將復(fù)合材料反復(fù)振蕩漂洗，得到多孔的聚乙烯醇/細(xì)菌纖維素假體材料(如人工耳廓等)。與單一水凝膠相比，本發(fā)明通過(guò)物理凍融法，使聚乙烯醇和細(xì)菌纖維素通過(guò)相分離和氫鍵等相互作用，協(xié)同重塑了材料的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，獲得了多孔的結(jié)構(gòu)，使復(fù)合材料同時(shí)展現(xiàn)出獨(dú)特的彈性以及優(yōu)異的理化性能，包括高含水率、高結(jié)晶度、高力學(xué)強(qiáng)度以及良好生物相容性等，比市售產(chǎn)品(譬如medpor)有更好的組織相容性和與人體組織匹配的生物力學(xué)性能。該假體制備方法簡(jiǎn)單高效，可重復(fù)，制備的耳廓替代材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能和良好的生物相容性等，在人造器官及整形修復(fù)領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用潛力。

24、有益效果

25、(1)本發(fā)明制備的聚乙烯醇/細(xì)菌納米纖維素多孔復(fù)合材料具備出色的機(jī)械性能、獨(dú)特的蜂窩網(wǎng)絡(luò)狀孔隙結(jié)構(gòu)和良好的生物相容性等類似于細(xì)胞外基質(zhì)的理化特性，可作為耳廓替代物等假體材料進(jìn)行體內(nèi)移植。

26、(2)本發(fā)明制備的聚乙烯醇/細(xì)菌納米纖維素多孔復(fù)合材料不易變形、降解和吸收，無(wú)毒無(wú)害，是一種由天然水凝膠和高分子水凝膠共同形成的新型假體材料。

27、(3)本發(fā)明可通過(guò)循環(huán)凍融法和表面活性劑制孔法有效調(diào)節(jié)聚乙烯醇/細(xì)菌納米纖維素材料的機(jī)械性能和網(wǎng)絡(luò)孔隙結(jié)構(gòu)，制備環(huán)保簡(jiǎn)易、可重復(fù)性強(qiáng)，得到的聚乙烯醇/細(xì)菌納米纖維素多孔復(fù)合材料有作為人工耳廓、軟骨、人造皮膚以及胸部、鼻翼、下顎等部位的整容修復(fù)假體材料的潛力。