1. 研究目的与意义
细菌纤维素（Bacterial cellulose）是一种由微生物合成的高纯度纤维素，超细纤维网络结构使其具有高比表面积、高持水能力以及良好的生物相容性和生物可降解性，被认为是一种潜在的理想医用敷料材料[1]。然而，细菌纤维素本身不具有抗菌性能，难以应对细菌感染的伤口。纳米银是一类新型抗菌剂，具有强大抑菌、杀菌作用及其广谱的抗菌活性，具有传统无机抗菌剂无法比拟的抗菌效果，无耐药性，安全性高。随着抗生素的细菌耐药性日益严重，纳米银在消毒杀菌领域的研究和应用越来越受到了广泛的关注。银纳米粒子是一种新兴的功能材料，其作为纳米颗粒的一种，具有纳米粒子所特有的表面效应、体积效应、量子尺寸效应以及宏观量子隧道效应等性质，显示出不同于常规材料的热、光、电、磁、催化和敏感等一系列优异的物理、化学性能[2]。因此，广泛用作催化剂材料、低温超导材料和生物传感器材料等。此外，银纳米粒子，毒性低，对生活中许多种类的细菌、真菌和病毒具有不同程度的抑制作用，同时具有除臭及吸收部分紫外线的功能，因而可应用于医药行业和化妆品行业[3]。由于细菌纤维素本身不具有抗菌性能,不能阻止伤口的细菌感染。纳米银颗粒的表面效应和膜破坏效应赋予其高抗菌能力[4]。因此,本课题提出以富含羟基的细菌纤维素为载体负载纳米银粒子得到的细菌纤维素-银纳米复合材料将有望获得具有高效保湿抗菌功能的理想医用创伤敷料。
2. 国内外研究现状分析
19世纪50年代期间,相关学者发表了一系列有关BC的研究论文Schramm等[ 5 ]在1954年报道了纤维素形成过程中的影响因素,研究了培养基以及相关抑制剂对其形成的影响,并于1957年研究了合成该纤维素的酶系统; 同一个课题组的ElhananOGromet等[ 6 ]于1962年研究了纤维素合成过程中的中间产物。同时,菲律宾的研究人员也报道了用菠萝皮和椰子汁发酵生产Nata的方法。但是直到1967 年,才由Lapuz等证实Nata实际上是由A. xylinum 产生的纯纤维素。关于BC 的早期研究有很多是围绕提高Nata产品的最优发酵条件、分离提纯以及高产菌株的筛选等展开的。接下来的十年,研究主要集中在A.xylinum 合成纤维素的生物模型机制。1977 年Colvin等曾尝试以一种单糖为原料利用纤维素合成酶全生物合成纤维素产品。直到19世纪80年代,人们才渐渐认识到BC是一种具有潜在商业价值的生物材料, 1990年和1991年日本人Yamanaka[ 7 ]首次以该纤维素制备人工血管获得了成功。2001年和2003 年Klemn等则以此材料研制成功小直径(1～3 mm内径)人工血管。2005年,美国瑞典国际合作小组的Svensson等发现以BC作为软骨组织工程支架效果良好。细菌纤维素（bacterial cellulose, BC）是一种由微生物合成的高纯度纤维素，超细纤维网络结构使其具有高比表面积、高持水能力以及良好的生物相容性和生物可降解性，被认为是一种潜在的理想医用敷料材料。然而，细菌纤维素本身不具有抗菌性能，难以应对细菌感染的伤口[1]。纳米银是一种广谱抗菌剂。因此本文以细菌纤维素为模板，采用环境友好的化学还原剂抗坏血酸为还原剂，原位制备细菌纤维素/纳米银复合材料[ 8 ]。纳米银是一类新型抗菌剂，具有强大抑菌、杀菌作用及其广谱的抗菌活性，具有传统无机抗菌剂无法比拟的抗菌效果，无耐药性，安全性高[ 9 ]。随着抗生素的细菌耐药性日益严重，纳米银在消毒杀菌领域的研究和应用越来越受到了广泛的关注。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容：(1) 产细菌纤维素菌种的培养和细菌纤维素的制备；
(2) 细菌纤维素-银纳米复合材料的制备；
(3) 利用扫描电镜，红外光谱等分析表征手段对复合材料进行表征。
4. 研究创新点
银纳米粒子是一种新兴的功能材料，其作为纳米颗粒的一种，具有纳米粒子所特有的表面效应、体积效应、量子尺寸效应以及宏观量子隧道效应等性质，显示出不同于常规材料的热、光、电、磁、催化和敏感等一系列优异的物理、化学性能。同时，银纳米粒子，毒性低，对生活中许多种类的细菌、真菌和病毒具有不同程度的抑制作用，同时具有除臭及吸收部分紫外线的功能，因而可应用于医药行业和化妆品行业。细菌纤维素由于具有独特的生物亲和性、生物相容性、生物可降解性、生物适应性和无过敏反应,以及高的持水性和结晶度、良好的纳米纤维网络、高的张力和强度尤其是良好的机械韧性[ 10 ]。因此本课题以细菌纤维素为模板，将不同碳源对细菌纤维素的各种宏观微观指标进行详细的比较研究，探讨生物合成技术对细菌纤维素纳微结构及细菌纤维素性能的调控作用，为后续研究奠定了良好的工作基础。通过调控纤维素的纳微观结构，控制银离子吸附纳米银成核及生长行为，为金属纳米粒子的可控制备提供一些有意义的探索。
