一种用于伤口敷料的羧甲基化纤维素复合物的生物合成

欣贝莱生物

纤维素是由葡萄糖组成的大分子多糖。不溶于水及一般有机溶剂。是植物细胞壁的主要成分。纤维素是自然界中分布最广、含量最多的一种多糖，占植物界碳含量的50%以上。棉花的纤维素含量接近100%，为天然的最纯纤维素来源。一般木材中，纤维素占40~50%，还有10~30%的半纤维素和20~30%的木质素。

纤维素是植物细胞壁的主要结构成分，通常与半纤维素、果胶和木质素结合在一起，其结合方式和程度对植物源食品的质地影响很大。而植物在成熟和后熟时质地的变化则有果胶物质发生变化引起的。人体消化道内不存在纤维素酶，纤维素是一种重要的膳食纤维。自然界中分布最广、含量最多的一种多糖。

近年来科学家们研究出了一种新的材料，这种材料在纤维素的基础上更进一步，更有利于造福社会。他们将各种材料如壳聚糖，二氧化硅，藻酸盐，聚（环氧乙烷）和聚乙烯醇与纤维素混合以获得用于不同领域的纤维素复合材料。从生物学的角度来看，可以通过将水溶性聚合物掺入木醋杆菌的培养基中来获得一种新的细菌纤维素复合材料。洪林洛等人报道了通过向木醋杆菌的培养基中添加胶原蛋白来达到合成新型胶原蛋白 - 细菌纤维素（COL / BC）复合物的目的，COL / BC可以用作组织工程支架以促进细胞生长。与细菌纤维素相比，COL / BC复合材料网络结构发生了变化。Akihiro Shirai 将磷酰化壳聚糖添加到木醋杆菌的培养基中以合成具有N-乙酰葡糖酸盐残基的新型多糖。

Danuta 获得的多功能细菌纤维素/壳聚糖复合材料，当壳聚糖存在于营养培养基中时适合用作伤口敷料。在含有羧甲基纤维素的培养基中培养木醋杆菌可产生新的杂多糖，羧甲基化细菌纤维素（CM- BC）已被许多文章报道。例如，Shiyan Chen合成了一种CM- BC，其具有比BC更好的铜和铅离子的吸附能力。为了从细菌合成的纤维素中获得医学上有用的生物材料，Marit Seifert，Dieter Klemm在Hestrin-Schramm培养基中存在0%,0.5%,1.0%和2.0％（m / v）CMC的情况下获得了木醋杆菌的绒毛。与BC相比，新绒毛的吸水能力和离子吸附能力都有所增加。由Nobuo Sakairi和Seiichi Tokura报道得知，通过在含有CMC和D-葡萄糖的培养基中培养木醋杆菌，已经得到了具有羧甲基官能团的新型杂多糖。

近年来，由于许多优异的性能如生物相溶性，降解性等，已经针对BC及其复合材料在伤口敷料上的应用作出了相当大的努力。作为伤口敷料，其持水能力对于加速伤口愈合具有重要意义。理想的伤口敷料应该具有良好的持水能力以保持有效执行。下表给出了冷冻干燥后的BC和CM- BC的持水能力结果，表明CM- BC样品的水分含量远远优于BC，CM- BC系列明显表现出随着培养基中CMC浓度的增加而水含量增加的趋势。这表明CM- BC具有比BC更多潜在伤口敷料的应用，因为其更好的持水能力，CM- BC可以更有效地进行保持有效执行。

下表中给出了冻干的BC和CM- BC评估的WVTR结果。如下表所示，CM- BC样品的WVTR与BC相当，它们的所有WVTR都是约1400gm-2 .d -1，适用于轻度皮肤损伤。

通过在含有CMC的培养基中培养木醋杆菌来生物合成CM- BC。CMC可以被纳入BC的网络。根据冷冻干燥的CM- BC和BC的持水能力和WVTR评估结果，发现CM- BC的WVTR与BC相当，并且持水能力优于BC，这表明新型复合CM- BC在伤口敷料方面有更多的潜在应用。拉伸强度的测量结果表明，由于将CMC引入纤维素网络，CM- BC的断裂应力高于BC。

由上文可见生物合成产业在国内乃至世界上来说都是一个相对新颖的产业。合成生物学最初由Hobom B.于1980年提出来表述基因重组技术，随着分子系统生物学的发展，2000年E. Kool在美国化学年会上重新提出来，2003年国际上定义为基于系统生物学的遗传工程和工程方法的人工生物系统研究，从基因片段、DNA分子、基因调控网络与信号传导路径到细胞的人工设计与合成，类似于现代集成型建筑工程，将工程学原理与方法应用于遗传工程与细胞工程等生物技术领域，合成生物学、计算生物学与化学生物学一同构成系统生物技术的方法基础。

因此，合成生物产业完全符合新时期的生存及发展理念，将生物、科技、化学等完美结合，在科技飞速发展的当前紧跟时代，在多元化产业中立于不败之地。

合成生物学将催生下一次生物技术革命。目前，科学家们已经不局限于非常辛苦地进行基因剪接，而是开始构建遗传密码，以期利用合成的遗传因子构建新的生物体。合成生物学在未来几年有望取得迅速进展。据估计，合成生物学在很多领域将具有极好的应用前景，这些领域包括更有效的疫苗的生产、新药和改进的药物、以生物学为基础的制造、利用可再生能源生产可持续能源、环境污染的生物治理、可以检测有毒化学物质的生物传感器等。

嘉兴欣贝莱生物科技有限公司是一家国内少有的生物科技有限公司，他正以稳健的步伐迈在国内合成生物相关技术的前列，稳扎国内，志在全球。嘉兴欣贝莱生物科技有限公司秉承绿色发展的理念，并且在实践中不断地改变自己，完善自己，超越自己。

参考文献： 英文原文 用于伤口敷料的羧甲基化纤维素复合物的生物合成.pdf (486.75 KB, 下载次数: 0)

2018-6-6 09:50 上传

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