細(xì)菌纖維素產(chǎn)業(yè)化

1、細(xì)菌纖維素產(chǎn)業(yè)化在生物醫(yī)用材料中，細(xì)菌纖維素成為國(guó)際生物醫(yī)用材料研究的熱點(diǎn)。但受制于成本高、產(chǎn)量低、技術(shù)轉(zhuǎn)化脫節(jié)的阻礙，細(xì)菌纖維素在醫(yī)用材料制品中卻遲遲未能實(shí)現(xiàn)規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。資料顯示，生物醫(yī)用材料產(chǎn)品約占醫(yī)療器械市場(chǎng)的40%50%,醫(yī)用金屬及合金材料由于耐腐蝕性能、加工等方面的缺陷，使用量已下降了15%,而生物相容性材料所占比例達(dá)到30%,這一趨勢(shì)不斷上升。細(xì)菌纖維素正好具有的生物親和性、生物相容性、生物適應(yīng)性以及良好的生物可降解性。優(yōu)異的性能已被國(guó)際公認(rèn)纖維素是自然界中最豐富且具有生物可降解性的天然高分子材料，那么什么是細(xì)菌纖維素？國(guó)家生物醫(yī)學(xué)材料工程技術(shù)研究中心主任顧忠偉向記者作出了解釋?！?/p>

2、其實(shí)，細(xì)菌纖維素就是除植物纖維素Z外的另一類由微生物發(fā)酵合成的天然無(wú)毒的納卷材料，也叫微生物纖維素。據(jù)顧忠偉介紹，細(xì)菌纖維素的化學(xué)結(jié)構(gòu)與普通纖維素一樣，但卻有著普通纖維素?zé)o法比擬的優(yōu)越特性。細(xì)菌纖維素屬于納米級(jí)纖維，是目前天然纖維中最細(xì)的，一根典型的細(xì)菌纖維線寬度僅有0.1pm,而針葉木漿纖維的寬度至少有30pm,即使棉花纖維的寬度也約為15卩m,而且細(xì)菌纖維素是以100%纖維素的形式存在，純度極高，并且具有良好的通透性、高抗張強(qiáng)度及極佳的性狀維持能力等特性。“目前對(duì)細(xì)菌纖維素的研究主要集中在附加值較高的組織工程支架、骨支架、軟骨支架、人工血管、人工皮膚以及藥物載體等方面。顧忠偉說(shuō)。其實(shí)，早在

3、1991年，日本就首次以細(xì)菌纖維素成功制備出人工血管，2001年又成功研制成內(nèi)徑為13mm的人工血管。東華大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)研究所研究員洪楓長(zhǎng)期從事細(xì)菌纖維素的研究工作，對(duì)于細(xì)菌纖維素在人工血管上的應(yīng)用，洪楓說(shuō)：“普通的人造血管內(nèi)壁其實(shí)是粗糙的，使用時(shí)間長(zhǎng)后很可能會(huì)形成血栓或者由于新生內(nèi)膜增厚而導(dǎo)致血管堵塞，而細(xì)菌纖維素具有很好的通透性和生物相容性，以及與天然血管內(nèi)腔表面類似的平滑度，因此血管內(nèi)不會(huì)形成血栓。現(xiàn)在，細(xì)菌纖維素還被廣泛應(yīng)用于人工皮膚、紗布、繃帶和“創(chuàng)口貼“等傷科敷料商品，巴西就連續(xù)報(bào)道了400多例應(yīng)用細(xì)菌纖維素膜對(duì)燒傷、燙傷、皮膚移植和慢性皮膚病等治療效果良好的實(shí)例。洪楓認(rèn)為，細(xì)

4、菌纖維素膜與其他人工皮膚和傷科敷料相比,最大的特點(diǎn)是在潮濕情況下機(jī)械強(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(wú)刺激性，有利于皮膚組織生長(zhǎng)，也是非常好的藥物緩釋載體?！凹?xì)菌纖維素作為傷口貼料能迅速吸收傷口血液和組織液，防止傷口感染化膿，又能為慢性傷口附近的組織再生提供濕潤(rùn)的環(huán)境促進(jìn)傷口愈合和減輕疼痛。同時(shí)纖維素不會(huì)和傷口粘連，不會(huì)造成二次傷害，剝離時(shí)也不會(huì)有殘留?！焙闂髡f(shuō)。規(guī)模產(chǎn)業(yè)化如何破題生物醫(yī)用材料制品在世界市場(chǎng)上價(jià)格昂貴，附加值高，是技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，在我國(guó)，過(guò)去大部分的生物醫(yī)用材料要依靠進(jìn)口，而現(xiàn)在產(chǎn)業(yè)化發(fā)展已經(jīng)有所進(jìn)步。據(jù)顧忠偉介紹，目前，應(yīng)用于血管支架等生物材料的臨床使

5、用產(chǎn)品中，60%為國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品，像具有生物可降解性的骨釘，骨板等也有很多國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品應(yīng)用于臨床，但是心臟瓣膜等很多的高端產(chǎn)品目前還是主要依靠進(jìn)口?！翱偟膩?lái)說(shuō)，我們國(guó)家在生物材料上雖然取得了一定成果，但是與國(guó)際市場(chǎng)相比，我國(guó)生物醫(yī)用材料及其制品產(chǎn)業(yè)仍然十分薄弱。顧忠偉說(shuō)。洪楓對(duì)于這一觀點(diǎn)表示贊同，他說(shuō)：“特別是對(duì)于細(xì)菌纖維素，雖然已經(jīng)在研究上取得了一定的成果，但是真正將技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力還有很大一段距離。”記者在采訪中了解到，日本曾投資50億日元進(jìn)行了細(xì)菌纖維素工業(yè)化生產(chǎn)的研究開(kāi)發(fā)，歐美、東南亞及巴西也投入了大量的人力、物力進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)，這些研究工作中，有的成果已形成產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，產(chǎn)值已達(dá)上億美元。而在我國(guó)

6、，大部分細(xì)菌纖維素集中在食品、食品添加劑和造紙應(yīng)用等方面，在生物醫(yī)用材料的開(kāi)發(fā)應(yīng)用上僅停留在低端產(chǎn)品?！拔覀儑?guó)家生產(chǎn)的細(xì)菌纖維素應(yīng)用在敷料上的比較多，特別是利用它來(lái)制造紗布，因?yàn)榧啿紝儆卺t(yī)用材料的低端產(chǎn)品，出口量也比較大，但是很多高端生物醫(yī)用產(chǎn)品，目前國(guó)內(nèi)幾乎沒(méi)有。駕共楓說(shuō)，“有的企業(yè)剛開(kāi)始對(duì)這種醫(yī)用材料很感興趣，但后來(lái)都沒(méi)有發(fā)展起來(lái)，也就不了了之?！睂?duì)此，洪楓分析，細(xì)菌纖維素未能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的主要原因是生產(chǎn)企業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)投資意識(shí)不強(qiáng)，創(chuàng)新能力也不夠，對(duì)于技術(shù)成果轉(zhuǎn)化也有些脫節(jié)。洪楓認(rèn)為，目前細(xì)菌纖維素的技術(shù)障礙主要有三點(diǎn)：一是發(fā)酵水平較低，產(chǎn)量低、成本高、價(jià)格不抵普通植物纖維素;二是進(jìn)一步研究和利

7、用細(xì)菌纖維素的成模和成型的工藝技術(shù)還沒(méi)有解決；三是作為生物醫(yī)用材料，其與生物體長(zhǎng)期作用效果、體內(nèi)降解性、與宿主組織和細(xì)胞相容性，以及在體內(nèi)時(shí)細(xì)菌纖維素的機(jī)械、物理和化學(xué)性能的變化等一系列問(wèn)題還需要進(jìn)一步研究。目前，國(guó)外已經(jīng)開(kāi)始將研究工作發(fā)展到對(duì)細(xì)菌纖維素的改性、修飾和制備其復(fù)合材料上，通過(guò)對(duì)纖維素的修飾，制備了性能各異的纖維素衍生物，但現(xiàn)在這方面的研究還處于起步階段，國(guó)內(nèi)在這方面的研究工作略顯薄弱。在洪楓看來(lái)，要解決上述問(wèn)題，今后的研究方向要集中在兩點(diǎn)：一是要研究設(shè)計(jì)可行的發(fā)酵設(shè)備及發(fā)酵工藝以提高纖維素產(chǎn)量，降低成本；二是要研制開(kāi)發(fā)具有自主如遲芒找的細(xì)菌纖維索生物醫(yī)用材料。與此同時(shí)，改進(jìn)發(fā)酵工藝，尋找更廉價(jià)