摘要
细菌纤维素(BC)由于其纯度、可生物降解性、无毒性、多孔纤维结构和高保水潜力等特殊特性，使其在组织工程、药物输送控制和化妆品等领域的应用不断扩大。BC已被证明具有很高的前景，用于制造创新的伤口护理解决方案，药物载体和输送复合物。携带药物的BC在牙科治疗、伤口护理和无惊吓伤口管理方面有巨大的应用。各种抗生素环境和生理条件下BC的降解技术在药物设计中具有不同的优势。BC的载药能力可以通过原位修饰其纤维网络来增加。BC基支架与其他材料如纳米聚合物复合，为BC在吉祥生物医药产品开发中的应用开辟了新的领域。BC可以容纳不同的纳米颗粒、生物材料、合成材料、碳材料和植物提取物，这使得BC可以在各种生物医学和化妆品中使用。
图形抽象
介绍
生物技术是提供几种现代天然创新材料的一组技术，细菌纤维素(BC)就是其中一种富有想象力的生物材料，它是由不同的细菌菌株通过生物技术过程从葡萄糖中生产出来的[1]。各监管机构被迫严格遵守无xeno生物材料在人类医疗保健中的应用，特别是在给药方面的应用;细菌纤维素可以满足这些要求，因为它的来源不含动物和人类。细菌纤维素可以由几种细菌产生，如沙门氏菌、埃希氏菌、农杆菌、无色杆菌、根瘤菌、有氧菌、固氮菌、肌酸菌和葡萄糖醋酸杆菌[2]。BC可以在有监督的培养环境中生长，无论是动态灌注生物反应器还是传统的静态细胞培养条件。培养基成本占BC生产成本的三分之一，促使其探索低成本的替代培养基碳氮源。BC可以采用迷人的形状，如羊毛，纤维聚集体，箔，球体，管和薄膜。除此之外，还可以通过氧化或酶降解非晶态区域获得针状纳米晶结构[3,4]。与植物纤维素一样，BC也具有典型的化学式、生物降解特性和较高的耐化学性。然而，BC独特的三维纤维网络为植物纤维素提供了优异的性能，如非常高的杨氏模量:2GPa，热稳定性高达300°C，结晶含量70-90%，水分含量高于90%，聚合度高达10,000，以及出色的成型性。除了在生物持久性、伸长率和细度方面的一些限制外，在详尽的纳米安全性讨论中，BC已经获得了足够的可接受性，成为一种高度生物相容性的材料[5,6]。
这些细菌纤维素基天然复合材料在抑制微生物生长、促进伤口愈合、提供控释口服药物等方面具有很高的潜力。该数据库将有助于更好的生物相容性，零细胞毒性和更高的健康在未来的产品设计。细菌纤维素的生物合成、性质和应用都不同于植物纤维素。细菌纤维素是一些菌株通过自下而上的合成过程在细胞外分泌的纤维素纳米原纤维的集合体，而植物纳米纤维素则是自上而下的机械和化学过程[7,8]。植物纤维素是通过高污染的化学过程从半纤维素和木质素中分离出来的，尽管BC纯化需要的能量最少[9]。提纯需要去除植物纤维素中的半纤维素、果胶、木质素和着色剂。然而，BC的纯化涉及到微生物的死亡和从纤维素基质中去除细胞废物和培养基[10]。
较少的直径较大、氢键较弱的原纤维是植物纤维素的一部分，而BC中存在较多直径较小、氢键较强的原纤维[11]。生物合成环境、参数、培养基和菌种对BC的结构有重要影响。本文综述了近5年来关于细菌纤维素及其在抗菌、化妆品和控释药物方面应用的研究进展。
BC结构工程
BC具有致密、灵活和三维的细原纤维网络。BC中氢键的存在对其形貌有显著影响。氢键的存在影响了BC的一些活性，如化学改性、聚合或解聚和增溶。有时，这些氢键与其他分子连接，如乙二醇或甘油，其中极端的氢键引导工程高吸附亲和力，为其提供亲水性实体[12]。由于强氢键和高结晶度，BC的溶解一直是具有挑战性的。n -甲基morpholine N-oxide (NMMO)被证明是BC的有效溶剂，由于NMMO的大量致敬作用，它的结晶度从79%降低到38%[13]。由于其高结晶度，BC具有比植物纤维素更高的机械强度。单晶BC的原子力显微镜弹性模量为78 GPa，拉曼光谱弹性模量为114 GPa。BC具有较低的弹性模量，在片状时为15 - 35gpa。在高氧比下，通过增加BC层数和管状结构中单个层的厚度来提高BC膜的破裂强度。细菌纤维素的生物合成由相关原纤维组成，围绕成核点聚集形成膜膜，需要许多基因的产物进行纳米原纤维纤维素的合成和分泌[14,15,16]。然而，合成细菌纤维素所需的必要基因在过去并没有确定。最近有研究证实，细菌纤维素膜的产生是通过将一组必需的基因转移到其他细菌中来证实的[17]。这些细菌纤维素合成中的操作基因通常由bcsA、bcsB、bcsC、bcsD、cmcax和ccpAx组成。观察到不同基因的位部分，其中bcsA产生细菌纤维素的催化亚基，bcsB产生酶的调节亚基，与环二鸟苷酸(环二鸟苷酸:在多种细菌中用于信号转导的第二信使)结合[18]。因此，纤维素合成酶的任务可以通过bcsB开关的环二gmp控制来进行变构控制。基因bcsC形成用于分泌纤维素的膜通道，而已知bcsD以结晶纤维形式产生纤维素。下游基因cmcax编码内切-1,4葡聚糖酶，该酶被排泄到细胞外体积，并被认为在分裂缠绕的纤维素链定位失败的情况下影响纤维素带的聚集[19]。
ccpAx基因产物负责将bcs复合物定位到细胞膜上并与bcsD亚基相互连接。为了产生尿二磷酸(UDP)-葡萄糖，细胞必须有葡萄糖激酶的常用酶，从葡萄糖产生葡萄糖-6-磷酸，磷酸葡萄糖糖化酶使葡萄糖-6-磷酸异构化，葡萄糖-6-磷酸到葡萄糖-1-磷酸，和UDP-葡萄糖焦磷酸化酶使UTP和葡萄糖-1-磷酸形成UDP-葡萄糖。图1给出了木醋杆菌中最直接的细菌纤维素合成途径。果糖、葡萄糖和半乳糖等多种碳源可能进入BC生物合成途径[20]。不同的细菌种类有特殊的碳源。碳源对BC的合成速率和产率有显著影响。BC的生成速率取决于由该酶调节的udp -葡萄糖成β链的聚合速率。在缺乏环二胍酸盐(环二gmp)的情况下，纤维素合酶的变构激活剂导致BC的零生产。实际上，环二gmp可逆地与膜蛋白环二gmp结合蛋白结合并变得不可接近，因此，控制了结合和未结合的环二gmp之间的平衡。细胞内钾浓度是促进BC生成的关键[21]。仅转化bcsABC基因产生无定形BC，作为生物材料的应用为零。范德华力的存在最初有助于纤维素分子链结晶成小片或阵列，小片上的氢键形成小晶体，这些小晶体以单端复合亚基的形式从细菌膜上出现，有序排列得到结晶原纤维。BC与代谢物的生物合成途径如图1所示。
细菌纤维素生物合成途径，代谢物用蓝色箭头表示，代谢途径用黄色框表示，参与相应反应的酶用绿色框表示。
如图2所示，微原纤维的额外结构通过邻近的TC亚基足够紧密地靠近成一排活跃的TC，最终成为可能形成带状。纤维素的形成过程遵循纤维素组装过程中显著的层次结构，这主要是由bcsD控制的线性TC片的排列及其向细胞轴的对齐所调节的[22]。系统组织的3D BC网络具有良好的抗拉强度、孔隙率和稳定性，具有广泛的应用范围，但与植物纤维素相比，其制造速度相对较慢，成本较高。
木醋杆菌合成BC的示意图。
细菌纤维素制造工艺需要培养条件，静态或搅拌生物反应器条件，生长介质以碳源为主，其他营养物质pH适宜，菌株适宜。培养物的氧传递系数直接影响BC的产量。BC的生产是一个有氧过程，主要发生在空气的组合中，即静态培养的培养基。据报道，在搅拌过程中，由于介质中存在过溶解氧，BC的高产率很高[23]。培养基的搅拌程度提高了氧的均匀分布，提高了有效度，但产生的BC膜的机械强度低于静态条件[24]。木醋杆菌合成BC的过程如图2所示。
用于细菌纤维素生产的最常见菌株是Komagataeibacter, medellingluconacetobacter菌株ID13488，中间K. FST213-1和xylinus acetobacter。Komagataeibacter酶将葡萄糖转化为葡萄糖酸并将乙醇氧化为乙酸。麦德林糖醋杆菌菌株ID13488在pH为4 ~ 7的HS琼脂板上产生了大量的BC。K. intermedius FST213-1酶在pH 8-9时BC产量最大[25,26,27]。
细菌纤维素的合成在图3中进行了不同部分的说明。(A)一个小晶体从单个末端复合体亚基中产生，该亚基将葡萄糖单元组装成葡聚糖链，TC结合形成线性TC，产生微原纤维束。沿着纵轴排列的tc有助于将细胞推向与纤维素带合成相反的方向。(B). BcsA由8个跨膜(TM)片段和两个大的细胞质结构域组成，其中一个位于中间的糖基转移酶结构域和一个c端片段，其中包含通过c-di-GMP激活的结构域。BcsB具有单一TM结构域，位于外周质中。BcsA和BcsB共同构成纤维素合酶的催化核心。BcsC横跨外膜和质周空间，在葡聚糖链的结晶中起关键作用。它有一个n端α-螺旋部分由几个四肽重复(TPR)结构域组成，一个c端部分类似于外膜蛋白。据报道，BcsD通过形成跨膜孔促进葡聚糖链在细胞外的运输。在K. xylinum中，bcs复合物沿着细胞的纵轴排列，帮助葡聚糖链形成结晶纤维素带，如图3所示。
细菌纤维素合成。
纤维原纤维经常浸泡在精油和植物提取物等功能性溶液中，这些溶液被困在BC网络的内部。BC网络中丰富的羟基适合结合这些物质，并以可控的方式将它们转移到人体皮肤上。BC纳米纤维上的羟基增加了可用的表面积，并将这些物质用作进一步修饰的前体，如酯化、醚化、氧化和聚合，以及一些非共价的功能分子附着。培养BC的菌株的遗传开发改变了BC的生产和性质。与有益微生物共培养可提高BC的功能。通过允许纳米颗粒与培养BC的菌株直接相互作用，可以提高BC的产量。培养基的原位改性影响了BC的产生[28,29,30]。
细菌纳米纤维素可以用氢氧化钠洗涤来纯化，或者在特定用途上，用伽马射线处理[11]。细菌纤维素卓越的机械强度来自于纤维素的线性链和大分子间的强内聚[31]。BC:将细菌纤维素(BC)掺入聚3-羟基丁酸酯(PHB)基质中，制备了具有高透明度的PHB复合材料。该复合材料由均匀的PHB和BC纳米球晶和纳米纤维组成，具有较好的热稳定性。PHB/BC纳米复合材料被认为可用于制造显示器件、组织工程支架和食品包装[32,33]。
细菌纤维素(BC)的性质被改变通过选择非生长为基础的添加剂。聚3-羟基丁酸酯(PHB)在生物合成过程中的作用。PHB在生物合成过程中被BC原纤维吸收，增强了BC和PHB复合基质之间的界面[34]。
细菌纤维素(BC)和聚羟基丁酸酯(PHB)是微生物来源的聚合物，被列为吉祥生物可降解材料。添加BC和PHB后，复合材料的力学性能得到改善。BC/PHB复合材料的合成不明确，且步骤复杂。BC:PHB复合材料是通过简单的木糖醋杆菌和富营养菌原位共培养法合成的。培养基中不同植菌量可使BC:PHB复合物中PHB的含量从15.62%增加到42.88%。BC:PHB复合材料由BC纤维网络和连接的PHB颗粒组成。细菌纤维素和纤维素纳米晶体通过溶剂铸造法填充在PHB中，但由于BC在PHB- cnc网络中的分散有限，复合材料并没有显著改善PHB的性能[35]。
市场上存在细菌纤维素
一些评论者研究了细菌纳米纤维素在不同常规和工业产品中的应用潜力，并预测了细菌纳米纤维素的未来市场范围。在过去十年中，使用BC作为药物载体进行控制递送取得了显著进展，但在过去几年中可以观察到停滞不前。许多以bc为基础的功能性成分产品正在临床运行或努力获得市场认可。在医用纺织品应用中，含有BC的聚六亚甲基双胍(PHMB)可作为伤口敷料商业化，商品名为Suprasorb®X + PHMB[36]。细菌纳米纤维素是一种载体，含有藻类提取物、甘草次酸、透明质酸、精油和维生素，具有皮肤健康效果，如漂白、光动力疗法、脱皮和针刺。BC极高的表面积体积比提供了巨大的潜力，可以容纳不同的成分，如药物或健康物质。全球细菌纤维素市场规模预计将从2020年的2.969亿美元达到2028年的9.507亿美元，在预测期内的复合年增长率为15.8%。BC研究论文在世界范围内的分布表明了不同国家的研究兴趣，这反映了基于BC的产品开发的动力迹象增长。
Fuctio细菌纤维素的发酵
BC的分子和形态结构支持这种独特的生物材料的功能化。细菌纤维素的功能化增强了这种创新生物材料的适用性，增加了人类生活不同阶段的健康。
药物装载
在生理条件下，BNC是不可生物降解的，不能帮助药物释放。因此，需要修改BNC以使其更具功能性。
根据药物的摩尔质量、物理化学性质、溶解度、药物释放谱、各阶段的稳定性和治疗剂量来选择载药策略。一些与BC相关的因素，如完全亲水、半干燥、冷冻干燥以及生产BC的选定菌株，都会影响载药方法和药力。尽管装载药物的大小、亲水性、亲脂性和稳定性有很大的差异，但很少有药物装载技术得到很好的应用。药物装载策略分为原位和合成后两大类。原位药物加载策略在BC原纤维网络合成过程中被认为会导致药物成瘾，但由于催化成分最终会减少产生BC的菌株的生长，因此该技术仅在有限的地方使用[37]。合成后载药技术被许多研究者广泛采用，该技术是通过吸附技术纯化后的BNC湿羊毛中加入药物。吸附策略是在浸没条件下温和搅拌24至48小时[38]。
较大的摩尔质量和亲水性药物表现出延迟释放的特征[39]。有效和受控的药物释放剖面是商业转让技术的首选。
这种方法比较容易执行在温和条件下,但由于其缓慢的特性,两个快速替代方法也试过在工业方面,一个是基于蛋白质的加载与公元前由涡方法,可以上传相同数量的蛋白质在十分钟加载的常规方法在24 h。常数和统一的蛋白质分布的情况下,细菌纤维素的纤维网络影响药物释放的概要[40]。
为了改善口服药物bnc -g-聚丙烯酸水凝胶肠溶系统的药物释放特性，将pH值提高到6.8后才释放白蛋白。在替代方法中，将干燥和半干燥的细菌纳米纤维素膜浸泡在药物溶液中，具有药物需要量较低和载药潜力较高的优点[41]。不同的BC用药策略如图4所示。BNC在药物溶液中煮沸，获得30-50%的载药量，以控制药物释放[42]。由于BC具有广泛的亲水性表面积，药物在BC网络中的后负载主要依赖于扩散和毛细力[43]。因此，药物的连续释放现象遵循了扩散和溶胀概念重叠的物理运输原理。由此产生的载药bc呈现出两相药物释放特征，其中第一部分是持续0.5-10小时的立即爆发释放，随后是长达24小时的第二阶段控释。这种药物释放机制适用于双氯芬酸、西替尼定、PHMB、苯甲肼和丝胶[44]。其他一些因素，如有效表面积、尺寸、药物浓度、BNC的含水量、孵育时间和摇动频率，也会影响载药BNC的载药和释放特性[45]。
有效成分上传到BC的范围。
主要的水不溶性药物可以延长BNC的药物释放数周或数月，这需要智能的载药策略。创新的载药方法包括对BNC进行化学修饰，将药物与BNC原纤维共价结合，以及应用抑制扩散或释放的化学物质。由于药物-药物相互作用，当海藻酸盐凝胶通过静电相互作用在BNC支架内形成时，π -π夹持增加了高浓度阿霉素下的NBC有效载荷和药物释放长达6天[46,50]。图5很好地说明了在BNC上装载药物的各种策略。
BNC的不同用药策略。
高碘酸盐氧化的BC显示了天然BC的形态和力学特性的改变[47]。细菌纤维素的降解和药物释放剖面在一段时间内的降解应该根据目标应用量身定制。亲脂性视黄醇的微纳米包封成聚(环氧乙烷)-b-聚(ε-己内酯)纳米颗粒后，在BC原纤维中积累，阻止视黄醇的坍塌，抑制任何粒径的药物传递[48]。不同的研究人员选择了水凝胶结构、纳米颗粒捕获、胶束形成、环糊精和固定在BC表面来延迟药物从BC释放[49,50]。浸润在BC结构中的银和氧化锌纳米颗粒显示出很高的抗菌潜力，这是伤口敷料所需要的，与传统伤口治疗相比，伤口敷料必须在长时间后更换，而不会损伤再生组织[51,52]。细菌纳米纤维素的分子调节目标是通过酰胺化或磷酸化、酯化和醚化建立共价键、静电或疏水结合来设计药物释放谱[53]。通过共价键将药物分子直接附着在BNC上是使BC功能化的另一种选择。
通过混合或接枝将智能聚合物与细菌纳米纤维素(BNC)集成在一起，可以精确控制释放曲线，提供更多功能。将明胶与BC混合可提供ph依赖性膨胀功能，这可能有利于医疗和化妆品应用[54]。对比ph依赖的膨胀功能是通过bc -明胶的组合获得的。BC、聚乙烯醇和壳聚糖形成复合膜，通过将pH从1.2增加到7.4来减缓布洛芬的递送[55]。通过氯化钙膜交联的BNC海藻酸盐复合材料，通过电子响应和ph值来设计二元引导药物释放。针对BC的肿瘤微环境、炎症和发烧，设计一种控释药物系统还面临许多挑战。
抗菌辛替尼、BC、波洛沙姆胶束和凝胶的组合在长达8天的时间内呈现出最长的给药轮廓，具有更好的抗菌和机械电位性能[43]。更智能的药物释放谱，从传统的二元相谱中，或者换句话说，反复给药和渐进的谱中，赋予一个定义良好的偏离，可能有利于时尚的应用。真空系统也适用于在短时间内以分层形式在BC上装载药物。在BC羊毛上进行功能性涂层和喷涂也可以延迟药物从BC基质中的释放。
当与BC共价连接时，含药微胶囊可延迟药物释放。用与BC共价连接的长链高分子化合物包封药物也可以延长药物释放时间。
细菌纤维素的仿生水凝胶纤维(BHF)是一种具有高强度、高韧性和高能量耗散潜力的螺旋状仿生莲花纤维。由于BHF纤维具有高拉伸性、多孔结构、亲水性和优异的生物相容性，它将在伤口区域的组织再生中获得足够的帮助[56]。通过在培养基中混合30% v/v的芦荟(AV)凝胶，在使用Acetobacterxylinum进行静态收获的整个生物合成过程中合成生物聚合物复合材料。通过FTIR扫描证实了芦荟与细菌纤维素的相互作用。与整个纯BC膜相比，AV: BC生物聚合物膜的结晶度、机械稳定性、吸水电位和水蒸气渗透性都有所提高。改性后的AV: VC复合膜的孔径是未改性膜的5倍[57]。
BC在药物传递中的作用
吸收、吸入、吞咽和静脉注射是产生全身药理作用的常见给药途径。口服给药过程是人类最常用的药物给药途径，即口服给药。然而，高分子量肽和蛋白类药物的吸收和生物降解性较差，导致膜的渗透性较弱[58]。
BC在体内、体外和离体中具有极高的生物相容性，在长达1年的长期应用中，可以对小鼠、猪、兔、大鼠和人类等多种物种进行抑制，在遗传或细胞水平上无显著毒性，纤维化和炎症证明了BC在健康科学中的适用性[59,60,61]。然而，尽管在细胞培养物和组织中进行的临床前体外细胞和化学毒性实验的数据库正在增加，但全面的体内研究，特别是针对特定应用的研究，仍然很少。BC具有良好的应用前景，是一种非常有前途的药物控制载体。不同的原料、培养条件、原料的低稳定性和可能的杂质限制了BNC在医疗和制药行业的应用。
药物在粘膜层的生物利用度维持时间较短，扩散速率较弱，可通过黏附药物维持。细菌纳米纤维素网络的药物释放时间从几分钟到几天不等。纤维素及其衍生物具有几个活性基团，可以很容易地改变以实现pH敏感性，目标特异性和持续作用，使其适合靶向药物递送。为了满足受控给药系统广泛应用的需要，对具有可重复性和质量一致性的自动化生产工艺提出了很高的要求。细菌纤维素的生产遵循传统的自制发酵过程，并在化妆品和食品工业中作为羊毛在玻璃容器或塑料锅中收获[62,63]。药物在生理条件下的水溶性低、稳定性差是研制可控给药系统的重要挑战。然而，纳米药物释放系统在克服水溶性差和稳定性方面表现出巨大的潜力。此外，这些纳米药物在靶向部位提供治疗药物的控制递送。
发明了许多生物技术方法，从批处理到连续收获方法。到目前为止，像BC fleeces这样的电影已经在药物输送系统中获得了商业认可。传统的种植是基于锅状反应器中的静态路线，而现代大规模生产过程选择了具有均匀纤维网络和高机械强度的最新生物技术[64]。此外，在搅拌充气发酵罐中进行深层培养的搅拌收获也提高了膜状的产量[65]。搅拌过程的产量仍然高于静态培养过程，因为剪切应力有助于细菌突变为不生产纤维素的菌株。在这一领域需要进行详尽的研究，以建立更可接受的推理。BNC的完全或部分脱水有利于加强包装、储存、处理，控制伤口渗出液的吸收，减少细菌污染的风险。由于机械或溶剂热处理需要改变3D网络，因此BNC膜向干凝胶的转化面临着一些挑战，这成为BNC失去有益特征的原因。冷冻干燥、分步除溶剂、临界点干燥、附加加热和使用吸水材料是BNC脱水的典型脱水技术[66,67]。
BNC的风干导致三维结构崩溃，同时降低模型药物释放电位[68]。纤维素:胶原复合敷料的药物释放潜力已被证明在糖尿病足溃疡的快速恢复中非常有效，通过促进血管生成和快速的再上皮率[69]。姜黄素是一种天然的抗菌剂、还原剂和多酚类化合物，它的添加被加载在细菌纤维素上，以进一步增强伤口愈合的潜力，但是姜黄素的疏水性限制了它在这一领域的应用。为了克服疏水性的影响，姜黄素被羟丙基-β-环糊精以水凝胶的形式微胶囊化，这在伤口愈合管理中被发现是有效的，并且对影响金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌和耳念珠菌病原菌的最常见伤口显示出足够的生物杀灭潜力[70]。
然而，这些水凝胶仍然存在一些与均质有关的问题。因此，采用两步单浴法添加聚乙烯亚胺(PEI)，选择环氧氯丙烷(ECH)作为偶联介质，得到适合抗菌应用的水凝胶。制备的水凝胶具有热稳定性、可塑性和与pei含量相关的力学性能。采用琼脂孔扩散法和菌落形成单元法研究了制备的水凝胶对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌性能。所有含有PEI的水凝胶都显示出与PEI含量有关的抗菌性能。PEI≥12.88 mg/mL的水凝胶对两种菌株的抗菌活性均大于99%，制备的水凝胶在生物医学领域具有潜在的应用前景[71]。绿色水凝胶是由细菌纤维素和裂叶植物(SPG)两种生物聚合物结合而成的，该生物聚合物将BC 3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)功能化，从而在BC网络上产生更多的活性位点，从而更好地与SPG结合。通过x射线衍射、热重分析(TGA)和扫描电镜(SEM)证实了BC和SPG之间的耦合。制备的水凝胶在抗拉强度和肿胀程度方面有显著改善，具有适度的抗菌功能[72]。在BC合成过程中，在培养基中加入纤维素基咪唑甲酰羧酸官能团(Cell-IMD)和阳离子水溶性纤维素衍生物制备阳离子BC水凝胶。通过原位生物合成，合成了含有2、4和6%阳离子纤维素的BC纤维间网络。通过对L929细胞的体外研究，证实了阳离子BC水凝胶的功能，一周后细胞增殖明显增强。阳离子BC水凝胶对金黄色葡萄球菌、变形葡萄球菌和白色念珠菌具有足够的抗菌强度[73]。
活性生物材料的三维打印在组织工程中有着很高的要求。使用海藻酸钠(SA)、2,2,6,6-四甲基胡椒酰-1-氧基(TEMPO)氧化细菌纤维素(TOBC)和拉波硝子(Xls)打印油墨进行多糖基水凝胶的3D打印。打印的结构保证了蛋白质的延迟释放，可用于生物医学应用、控制药物输送和组织工程[74]。选择1% 1,4-丁二醇二甘油酯醚(BDDE)作为交联剂，交联BC和2%透明质酸(HA)，制备复合水凝胶。网状BC/HA复合材料的表面比纯BC表面更致密、光滑，提高了保水性和尺寸稳定性。BDDE:BC:HA复合材料的抗拉强度为0.61 MPa，在360°C时最大热降解，在伤口护理管理中有许多应用[75]。酶解物(EH)加药毛竹(MBEH)是生成海藻酸钠竹细菌纤维素的碳源。海藻酸钠的添加量为0.25 ~ 1.0%，以提高热稳定性。由于- coo -的静电斥力，复合材料表现出pH依赖的动态膨胀特性:pH 7.4时为613%，pH 1.2时为366%。以蛋白为基础的药物牛血清白蛋白是由MBEH-SA-BC纳米复合水凝胶控制释放的[76]。
第二代广谱抗生素强力霉素(doxycycline) 0.14 mol/L，载氧化BC，在25℃下给药第8天给药率< 10%。在体外毒性试验(MTT)中，强力霉素被负载到BC上，具有良好的生物相容性。琼脂扩散试验证实了改性BC对口腔病原菌的抑菌作用。载药BC被认为适合于拔牙[77]。烘箱干燥和冻干BC用于装载药物双氯芬酸钠。冻干载药BC表现出即时的一阶释放，而烘干BC表现出延长的非菲克二阶释放，用于不同类型的疼痛管理。聚乙烯亚胺接枝BC气凝胶是通过装载阿司匹林和庆大霉素制成的一种ph敏感的受控给药系统，具有细胞毒性[78]。采用注射成型法制备了氯氯西林(CLX)和头孢呋辛(CEF)钠盐，在1%载药量的微颗粒形式下效果最好。改良后的BC没有显示出有效的延长药物释放，85%的药物在30分钟内释放[79]。通过在BC中加入水溶性聚乙二醇400和4000，对BC进行了原位网络改性。采用喷雾技术将药物双氯芬酸钠抗炎模型加载到改进的BC网络上，效果良好。二氧化氮通过氧化在氯仿/环己烷中产生羧基化的BC，并作为抗肿瘤物质顺铂(CDDP)的控制递送的载体。二氧化氮可以穿透BC晶体，并将有效羧基提高到4 mmol/g。固定化的CDDP已被证明可以延长释放而不是瞬间爆发，并为受监管的药物输送系统开辟了新的领域[80]。对于治疗应用，可生产均匀且可渗透的BC双氯芬酸钠负载膜[45]。细菌纤维素纳米纤维(BCNF)的除颤也有助于更好地保持药物。细菌纤维素纳米纤维(BCNF)通过使用甘露醇、麦芽糊精或羟丙基甲基纤维素进行超精炼和喷雾干燥来除纤。BCNF含有双氯芬酸钠或咖啡因。复合BCNF纤维表现出可控的ph敏感胃耐药传递。这一概念为加载新的生物材料进行控释提供了新的机会[81]。盐酸四环素:BC复合材料在HEK293细胞中被检测出具有良好的抗菌潜力和零细胞毒性，这对于伤口敷料应用至关重要[34]。由于辛替尼定在肿胀和扩散后释放成为可能，因此负载辛替尼定的BC产生了活性伤口敷料[40]。
锌是一种金属，具有比银更便宜的抗菌潜力。BC/ZnO纳米复合膜对大肠杆菌(E coli)、铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)、金黄色葡萄球菌(S. aureus)和佛氏柠檬酸杆菌(Citrobacterfreundii)具有抗菌活性，15天后愈合66%[56]。vaccarin浸渍的BC改变了胶原纤维和增生纤维结缔组织的皮下组织形成[67]。载BC的盐酸利多卡因和布洛芬在BC膜上均匀分布。布洛芬的渗透速度比盐酸利多卡因慢三倍，使其成为一种有效的给药系统[82]。BNC装载了聚维酮-碘和聚己烷，通过扩散和膨胀获得持久的防腐效果。与PHMB相比，聚维酮碘(PI)负载的BC具有控释性，并且由于PI插入BC引起的高摩尔药物质量和结构变化，与人角质形成细胞具有高相容性[39]。含有牛血清白蛋白(BSA)的细菌纤维素-g-聚丙烯酸水凝胶具有生物相容性和黏附性，可在胃的酸性环境中控制BSA的释放。在模拟胃液(SGF)中，BSA的累积释放量小于10%，以水凝胶形式具有结构完整性和生物活性。BC与辛替尼定:波洛沙姆混合体系形成膜，实现辛替尼定的长期控释，以改善机械性能和抗菌性能，协助感染伤口的后期治疗[43]。
合成细菌纤维素:布洛芬:海藻酸钠双重刺激功能复合材料，实现pH和电场刺激反应性肿胀特性和体外刺激反应性药物释放。在不同的pH条件下，布洛芬的释放受海藻酸钙的去质子化或质子化控制。药物在碱性条件下释放更快，在酸性条件下释放更慢，在酸性条件下，药物释放通过电刺激增强[83]。
将聚乙烯醇与纳米纤化BC和纳米粉末状BC混合，制成可生物降解和生物相容性的复合材料。复合膜表现出药物扩散、传质潜力、溶解度、溶胀和水汽传递。用盐酸四环素对该复合膜进行控释试验。药物释放模型是根据实验和环境数据建立的。发现膜的组成、复合材料的层数和厚度是通过复合材料调节药物释放的实用属性。BC纳米纤维的厚度是药物释放研究的决定性因素。在多膜复合材料的情况下，受控的药物递送需要登记数天[84]
高速药物装载到BNC可根据网络密度延迟蛋白质递送[85]。漆酶固定在BNC上提供了灵活性和药物的可及性，以对抗革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌[86,87]。
BC膜被发现支持利多卡因局部麻醉的皮肤延迟释放到人表皮细胞[88]。BNC通过偶联剂3-氨基丙基三乙氧基硅烷接枝，由精氨酸、甘氨酸、天冬氨酸、半胱氨酸和庆大霉素进行功能化。庆大霉素在BC网络上形成共价附着，对变形链球菌有效，对人真皮成纤维细胞无毒，可用于伤口愈合和给药系统[89]。
在抗生素福西地酸饱和后，BC对金黄色葡萄球菌有效，用于伤口愈合。BNC转移角质层提取物中的1,3-二羟基-2-丙烷以改变皮肤颜色[90]。几丁质也被尝试形成细菌纳米纤维素:再生几丁质纤维(BCNC: RCF)生物相容性缝合线，这在伤口管理中被发现是有效的。酶降解率也受缝合线中不同浓度的BCNCs的控制，而几丁质含量被证明可以有效促进体内表面细胞的增殖，这在伤口管理中是有效的[91]。通过胶原沉积修饰BC，通过增强细胞排列促进成纤维细胞浸润和新胶原沉积，BC的抗菌潜能也得到增强[92]。
聚己内酯被引入细菌纤维素网络，以结合BC:PCL膜的持久灵活性。BC:PCL膜被额外功能化，用于制造含有庆大霉素和链霉素两种抗生素的伤口敷料复合支架，以协助伤口愈合。FTIR证实BC:PCL复合膜中存在药物。色散能x射线(EDX) BC:PCL复合材料证实了硫的存在，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有优越的抗菌性能。复合药物的抗生素释放谱显示，在最初的6小时内爆发释放(42%)，然后在接下来的48小时内控制释放(52%)[93]。
木薯废水(Manihotesculenta)是BC生物合成的碳源。将银纳米颗粒浸渍在BC中，然后通过NaBH控制的还原过程形成Ag:BC复合材料。Ag:BC复合材料由宽度小于100nm的原纤维组成。该复合物被发现能有效控制大肠杆菌、枯草芽孢杆菌(BS)、金黄色葡萄球菌(SA)、伤寒沙门氏菌(ST)和铜绿假单胞菌(PA)的细菌生长[94]
BC和CMC混合物用姜黄提取物和柠檬酸浸渍。柠檬酸作为交联剂增强复合材料的稳定性，延缓药物释放。该复合材料具有显著的溶胀潜力，有利于伤口渗出物的吸收。该复合材料对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌(C. albicans)具有足够的抗菌潜力[95]。
叶毛叶提取物(EAL)的酚类物质含量很高，具有抗菌、抗炎、抗癌和抗氧化的作用。乙醇提取物EAL在正常人成纤维细胞(HDF)和乳腺癌(MCF7)、结肠癌(HT-29)、肺癌(A549)、肝癌(Hep G2)和黑色素瘤(A375)细胞系上进行了细胞生长抑制能力测试。细菌纤维素被用作植物提取物(EAL)缓释的包封壳。最后，我们对HT-29细胞系进行了BC:EAL作为抗癌剂的潜力检测，HT-29细胞系对EAL提取物表现出最大的反应性。纯BC和EAL剂量的生物相容性以及EAL递送的时间依赖性细胞毒性被验证并发现是足够的。植物提取物浸出2.5% EAL的BC，显著抑制细胞活力，分别为控制值的18.16%和6.16%。经过48 h和72 h的处理，凋亡/死亡细胞的数量分别增加了37.53%和66.90%，这表明BC壳适合作为抗癌药物的载体，并可在靶区以可控的方式将其递送[96]。
BC:TiO2纳米复合材料在伤口愈合过程中显示出对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌活性[97]。BC/ε-聚赖氨酸(ε-PLL)纳米复合材料也具有抗菌活性，确保了有益的BC结构和机械特性。无毒生物聚合物ε-PLL的修饰限制了表皮葡萄球菌在膜表面的生长[98]。BC: Ag纳米颗粒复合材料中Ag +的持续释放延长了对金黄色葡萄球菌的抗菌潜力[99,100]。
水飞蓟素(SMN)-玉米蛋白纳米颗粒:BC纳米复合材料表现出脂质氧化、润湿性和溶胀性变化以及抗氧化和抗菌活性[101]。
BC/羧甲基纤维素:甲氨蝶呤复合材料被发现对革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌具有有效的抗菌性能[102]。BC:PHEMA水凝胶是通过原位紫外线(UV)自由基聚合合成的，可以增强抗拉强度、伤口愈合、无毒、增殖和组织替代的可能性[103]。BC:聚乙烯醇和BC:透明质酸复合材料有助于人造角膜的形成，因为它们能够增强可见光透过率[104]。
BC:引入氧化铁纳米颗粒为基础的磁畴，以实现血管所需的杨氏模量[105]。调节孔隙率的BC比天然BC具有更大的孔隙大小，以促进肌肉细胞的生长[106]。BC:膀胱基质比未包被的BC具有更高的视网膜色素上皮细胞粘附和增殖能力，比未包被的BC更能再现体内细胞表型[107]。通过将Nisin的胺基与细菌纤维素的C6羧酸基交联，将Nisin固定在BC上。BC: Nisin生物膜被发现是对抗革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌的有效抗菌表面[108,109]。
BC管浸渍在ε-聚赖氨酸(ε-PL)中，生产出活性香肠肠衣，具有良好的拉伸和阻隔强度以及充足的抗菌性能，延长了香肠的自我寿命[110]。
BC等天然多糖具有良好的生物相容性、生物可降解性、高修饰可能性和低免疫原性，是一种适合于控制给药系统的生物材料。作为一种药物纳米载体，BC可用于诊断、药物和治疗。细菌纤维素可以容纳用于糖尿病管理的纳米乳液、纳米水凝胶、纳米脂质体和纳米胶束。
由于其生物相容性、生物可降解性、细菌纳米纤维素复合结构和多用途的表面化学性质，BC可能会探索一些令人兴奋的药物传递载体的可能性。由于在受控药物输送领域对发明的需求日益增加，一些最新的BC功能化方法可能会在未来出现。尽管如此，在BC结构中最流行的药物装载技术是将BC浸入药物溶液中，通常随后进行冻干以最大限度地增加BC膜上的药物。最受欢迎的上载到BC纤维网络的药物是双氯芬酸和布洛芬，作为抗炎药物和微生物控制的抗菌药物。对于癌症治疗，BC被认为是一种可靠的生物材料。含有bnc的支架通常被用来对抗癌症。氧化石墨烯也在寻找使BC功能化的方法，以潜在地产生各种抗炎药物的控释。bc基水凝胶也将在口服蛋白质递送中发挥决定性作用。
BC在医用纺织品中的作用
BC优异的性能使其成为制备各种植入式和非植入式医用纺织品的理想材料。
当选择用于生物医学应用的生物材料时，生物相容性、毒性作用、免疫和生理反应是需要考虑的重要属性。这些生物材料没有三维多孔结构，这仍然有利于保存生物医学应用的功能材料[11,112]。敷料的三维多孔网络仍然有利于伤口愈合管理，因为它具有将抗生素药物或其他药物转移到伤口的充分潜力，并作为皮肤层保护免受其他微生物的继发感染[113]。细菌纤维素具有适当的纤维网络，但由于缺乏抗菌潜力，它必须装载其他具有许多功能的生物活性分子[114]。
选择了两种功能剂，缩水甘油酯三甲基氯化铵和缩水甘油酯十六烷基醚，在碱性条件下通过非均相反应与葡萄糖羟基形成共价。BC复合菌可有效抑制金黄色葡萄球菌约50%的生长。金黄色葡萄球菌Rosenbach 6538PTM和大肠杆菌Castellani和Chalmers。经修饰的BC水凝胶在伤口护理过程中证明细胞存活率为90%至100%[115]。BC是在棉纱布上合成的，可以增强吸水性和柔韧性，从而有效地管理伤口[116]。
我们需要多功能的杀菌剂来应对抗生素耐药菌的全球性威胁。含银金属有机框架(SOF)纳米粒子与纳米级细菌纤维素和壳聚糖浆液混合，制成抗菌多孔纤维网络，看起来像皮肤的细胞外基质。这样做是为了对抗对抗生素有抗药性的细菌。SEM图像证实复合材料中存在30nm的原纤维。(3-(4,5-二甲基噻唑-2-基)-2,5-二苯基溴化四唑)四唑还原实验表明，细菌纤维素-壳聚糖复合材料的生物相容性为94%，细胞存活率为94%。这些生物复合材料证明了对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌菌株具有足够的抗菌潜力。在动物体内研究中，BC: CS:25%SOF复合膜具有出色的愈合性能，手术10天后伤口愈合和组织生成率为74%[117]。伦敦开发了一种伤口护理系统，适用于覆盖人体皮肤烧伤区域，名称为“Bio Fill”，类似的产品由bifill Products, Ltd Hungary开发，商品名称为“Bioprocess”。德国Jenpolymer Materials UG & Co.开发了一种用于冠状动脉搭桥手术的管状植入物，商业名称为“Basyc”。印度孟买的CP Kelco公司开发了一种封装酶/颗粒的悬浮液，其商业标识为“Cellulon PX微纤维纤维素”。CP Kelco通过开发非织造结构作为粘合剂，以“Cellulon”为商品名称，扩展了其产品范围。波兰政府大力推广“CelMat (C) MG &CelMat (R) MG”标签的保护夹克和敷料，以保护未成年人免受烧伤的可能性[118]。美国Xylos公司将含有BC的生物相容性植入物作为治疗损伤和伤口的基本药物载体，并添加了用于肌腱修复的组织增强基质，其商业名称为“Securin”[119]。血管将含氧血液输送到人体各处，然后再输送回心脏。利用葡萄糖醋杆菌菌株和基质储层技术，利用生物设计的BC纤维素制造出具有三维纤维结构的细直径血管(长度100毫米，内径4-5毫米)。BC管被用作支架来替代颈动脉并检查体内性能[120]。一种新型的G-BNC生物反应器由放置在硅管内的中心轴向玻璃棒组成，以制造G-BNC导管。在三种不同生物反应器中制备的用于医用ePTFE血管假体的BNC管的物理化学特性[121]。血管修复术是一种重建人体内包括血液在内的人工循环系统的技术。BNC和百里香、黄芪和酸枣蜂蜜复合材料被用来评估抗菌、渗透性和润湿性潜力。百里香蜂蜜:BNC复合材料显示出最高的抗菌潜力[122]。磷酸钙与BC在羟基磷灰石(HA)和β-磷酸三钙(β-TCP)中以00:00 - 60:40的不同比例结合，用于制造支架。支架预制品是在加入聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙二醇、琼脂和甘油后制成的。这些支架在28至37°C之间显示出足够的粘弹性。这些支架被发现适合骨组织再生[123]。甲基丙烯酸明胶(GelMA):细菌纤维素复合材料是由BC薄膜在GelMA溶液中下沉，然后光导交联形成的。这些水凝胶在纤维网络中具有良好的互连性，平均孔径从200µm减小到10µm，有效表面积和BC份额增加。BSN Medical Gmbh采用这一理念，生产了一种具有细菌吸收设计的BC层创面敷料[124]。GelMA: BC复合材料与人膝关节软骨细胞具有良好的生物相容性。将人细胞包裹在GelMA: BC复合水凝胶中，使软骨细胞表型保持活性7天，用于软骨组织再生[125]。
细菌纤维素包衣是通过在含有产生纤维素的细菌的悬浮液中进行常规的浸渍包衣来完成的。当产纤维素细菌附着在物镜表面时，细菌启动细菌纤维素在物镜表面以多孔三维水凝胶的形式分泌，这有助于生物医学应用[126]。细菌纤维素被用来清除丝素蛋白，形成一个双网络，在BC的三维网络中容纳更多的功能分子，用于软骨组织再生[127]。由于双网络的可用性，该系统可以作为有效的药物载体。混合海藻酸盐:酪蛋白水凝胶浸渍有氧化铁纳米颗粒的细菌纤维素。氧化铁纳米颗粒以及钙离子、海藻酸盐和细菌纤维素膜(BCF)之间的离子交联增强了膜的稳定性。海藻酸盐提供受控凝胶，生物相容性和细菌纤维素增强形成可调的海藻酸盐-酪蛋白-细菌纤维素(ACB)复合水凝胶。ACB水凝胶通过额外的孔隙粗糙度，高吸水性和有效伤口敷料的热稳定性适合细胞粘附。药物的延迟释放使其成为创新伤口敷料的合适可持续材料。这些凝胶被发现有利于经皮给药的注射目的[62,128]。将阴离子聚电解质羧甲基纤维素(CMC)正面倾倒到细菌纤维素(BC)基质中，制备生物相容性和可再膨胀的水凝胶，用于比色传感器。它可以根据pH值的变化来区分不同的颜色，这仍然很难被肉眼捕捉到。该生物传感器已被应用于汗液Ph测定，准确度较高，可用于预测皮肤健康状况[129]。通过一浴自由基聚合法制备聚丙烯酰胺/角叉菜胶水凝胶，并通过引入细菌纤维素晶体加强，形成分子间氢键和微团簇与聚合物网络之间的表面连接。这些水凝胶可以承受超过200 kPa的拉伸应力，韧性达到~ 2000 kJ/m3，并表现出水敏形状记忆效应，在4分钟内恢复率为84.3%[130]。在磷酸二钠和碳酸氢钠催化剂的存在下，用交联剂柠檬酸对BC聚合物进行原位改性，使BC聚合物的持水能力比传统伤口敷料提高1.5倍，对体外成纤维细胞系L929具有高度的治疗作用，且无细胞毒性[131]。
化妆品中的BC
全球对美丽的渴望不断增长，这促使人们探索最先进的化妆品倡议，并将它们带到皮肤上，以促进健康。纤维素纳米纤维、纤维素纸浆和水凝胶等天然材料已被用作将其转化为化妆品成分的必要材料。细菌纳米纤维素(BNC)是一种平均直径为70纳米的三维纳米纤维网络，比人类皮肤的毛孔大小还小。因此，精细的BC纳米纤维已经渗透到人体皮肤中，携带各种功能成分。各种面膜制造公司已经在化妆品市场上利用了BC的这一特性。细菌纤维素作为药物控释基质的研究，促使化妆品科学家将亲水和疏水的化妆品成分输送到人体皮肤上[10,132,133]。
BNC:与传统的水溶液和凝胶相比，咖啡因复合物提供了一种局部递送机制，可以延迟咖啡因的渗透，从而产生治疗脂肪团的贴剂[134]。以胆碱为基础的离子液体与由咖啡酸、鞣花酸和没食子酸等酚酸制成的阴离子配对，结合到BNC膜中，显示出增强的再水合能力、缓慢持久的释放以及抗氧化和抗炎活性[135]。在另一项类似的研究中，以胆碱为基础的离子液体与维生素B阴离子配对，并将其上传至BNC膜，从而增强再水合电位，降低脆性，并促进活性物质的快速释放[136]。5%的聚乙二醇二丙烯酸酯和3%的BNC用于形成具有更好粘弹性的复合薄膜，可与面膜应用的BNC凝胶相媲美。聚乙烯醇:BNC复合材料冷冻干燥，以减少污染的可能性。轻质复合膜适用于面膜应用[137,138]。一个研究小组已经开发了一种非侵入性方案，用于体内评估BNC面膜作为抗衰老、皮肤提升和皮肤细胞再生活性物质的传递系统的有效性和接受度[139]。抗衰老和皮肤清洁配方是通过将木瓜蛋白酶共价固定在BC表面来制备酶基护肤配方[140]。通过在四甲基哌啶-1-氧体系中氧化细菌纤维素制备个体化纤维素纳米原纤维。氧化BNC纳米纤维产生更好的油稳定性(超过8个月):水乳液界面，成为许多化妆品的基础[141]。乳液稳定剂由羧甲基纤维素(CMC)与BNC混合制成，可延长护肤品的稳定性，最长可达90天[142]。皮肤保湿是美容护理的重要组成部分。含有甘油的BNC膜具有较高的皮肤保湿效果，皮肤刺激小，耐受性低[61]。在BC中加入舒缓印楝叶、调理壳姜、补水氨基酸和维生素C，形成生物纤维素面膜，确保保湿、清洁和容光焕发的效果[62]。
洗涤器广泛用于化妆品和身体护理活动，由于传统洗涤器会释放大量微塑料，因此可以在这一领域探索细菌纤维素。BC洗涤器是通过加入不同比例的NaOH-PEG和类黄酮与BC来优化其抗菌和清洁潜力。经实验证明，改性BC洗涤器比传统洗涤器具有更好的抗菌潜力。SEM-EDX和FTIR分析技术证实了三维网络和类黄酮颗粒的存在[143]。康普茶的保健潜力与BC (KBC)生物医学应用相结合。KBC膜与真丝无纺布结合，然后在生物医学用途的丝胶浴中浸渍。各种分析技术，如扫描电镜已经证明了KBC的存在，在纤维网络的丝绸非织造布。经过处理的真丝无纺布具有良好的防紫外线性能。细胞毒性和(2,2-二苯基-1-吡啶肼)(DPPH)自由基清除分析证明了其生物相容性和抗氧化潜力，使其适合用于皮肤护理、伤口愈合和美容目的[144]。通过固定化细菌纤维素纳米纤维垫，实现α-熊果苷的控释。采用两种不同的方法对BC纳米纤维衬垫进行功能化。在第一种方法中，将BC纳米纤维垫浸入α-熊果苷浴中，其中柠檬酸用作交联剂。第二种方法是将α-熊果苷捕获在含有黄芪胶的BC纳米纤维衬垫上，然后用超声辅助微乳液稳定α-熊果苷。这种改良的BC被发现适用于皮肤美白[145]。汉氏葡聚糖醋杆菌(Glucanacetobacter hansenii)是一种菌株，可以用热带水果渣汁培养物作为传统培养基的替代品，以获得热带水果中高营养含量、矿物质含量和酶和非酶位点抑制人体皮肤自由基的作用。以热带水果为基础的BNC面膜也适用于皮肤水分管理[19]。传统的面霜含有5.5%的表面活性剂，以稳定油水乳液，取而代之的是0.5%的细菌纤维素混合物:羧甲基纤维素，使其不含表面活性剂。对不含表面活性剂的化妆品面霜的需求正在增加[146]。细菌纤维素具有纳米级孔隙的三维纤维网络、高纯度、保湿潜力、结晶度为70-90%的良好机械强度、高吸水性、可生物降解性、易功能化等特性，在化妆品行业中发挥着至关重要的作用。化妆品行业也以安全为中心，引进了纳米粒子、天然聚合物、合成聚合物、碳材料等，正在经历革命性的变化。不久，基于bc的复合膜也可能在化妆品领域找到更有前途的应用。由于细菌纤维素是许多活性物质的合适载体，全球的科学家们正试图利用细菌纤维素进行人体皮肤保湿、皮肤油性管理、维生素E和精油等健康物质的延迟释放，以及以复合形式与人体组织的生物相容性。通过可持续发展过程，利用细菌纤维素制造的化妆品将在未来取代不健康和不环保的化妆品。以上讨论将为科学家提供未来产品开发的路线图。
生物复合材料中的细菌纤维素
BC具有细原纤维的三维多孔聚集体。它作为一个矩阵，用于容纳来自不同增强材料的各种颗粒。锚定增强材料为BC提供了额外的特性，赋予其天然的生物和物理化学特性。细菌纤维素作为一种有效的基质材料在各种生物复合材料中占有一席之地，以容纳各种智能应用的活性生物材料。从应用的角度来看，强度和稳定性是水凝胶的两个主要关注点。合成了BC:聚丙烯酰胺:iota- carragean双网状水凝胶，经过拉伸干燥和后退火处理，拉伸应力达到200 kPa，应变27%，韧性~ 2000 kJ/m3[83]。在聚乳酸基质中加入BC膜，制备了伤口愈合复合材料。复合材料显示出增强的生物相容性和机械强度[55]。二氧化钛纳米粒子结合在亲水BC原纤维表面，增强其导电性，可作为生物传感器。在TiO2和BC之间形成了一个氢键纤维网络[147]。BC:原位制备羧甲基纤维素纳米复合材料，提高培养基粘度，降低弹性模量和孔隙率，用于皮肤治疗目的的延迟给药系统[148]。
磁性纳米颗粒Fe3O4通过导电聚吡咯(PPy)固定在BNC上作为电极[64]。
目录
摘要 介绍 市场上存在细菌纤维素 Fuctio 细菌纤维素的发酵 结论 参考文献 作者信息 道德声明 搜索 导航 #####结论
通过探索经济上可行的BC合成技术来与传统纤维素竞争廉价产品开发，从而实现BC生物合成的商业化，与高价值的生物医学应用形成对比。在各种文化条件下，降低BC生产成本的即将到来的技术范围使用来自不同行业和工艺的废料。BC在体内和体外的医学应用仍处于新生儿阶段，需要更好的质量控制和高精确度的BC生产。
基于BC的创新生物医学应用，如控制药物输送、烧伤皮肤管理、伤口敷料和组织工程支架等，前景广阔，这将来自于它们的适应性，赋予它们易于修改的新功能和制造复合材料的潜力。在前进的关键时刻，对BC与各种化妆品和药物之间互连的理解可以取得巨大进展，无数的物理和化学尝试已经注册来管理受控的药物输送。然而，诸如h敏感效应、多相效应和脉冲效应等更先进的传输特性仍有待研究。类似的挑战也适用于BC的更多创新，以实现更快、可控和精确的药物和其他成分装载技术。主要的威胁是BC在体外和体内用于重大疾病的生物学用途的概念证据不足。因此，BC的实际应用研究缺乏足够的空间，在装载、稳定和交付方面的进步思想，以培育作为受控药物和保健成分释放系统的后续应用。BC是一种纳米级纤维网络，在过去十年中作为一种受控的药物输送和化妆品载体得到了极大的认可。独特的超分子纳米结构和巨大的功能引导了基于bc的药物释放功能的巨大兴趣，优先用于口服，局部，透皮和/或植入。近年来BC栽培技术的进展为BC在化妆品、保健和医药产品中的高质量和更广泛的应用提供了机会。BC的天然三维纤维网络精通于促进细胞粘附，通过精确控制孔隙度，将继续吸引人们观察这一方向的进展。伤口愈合和皮肤再生是BC将取得显著进展的其他领域。BC在化妆品中的应用为设计更智能的化妆品开辟了新的领域。细菌纤维素可以通过发现新的化妆品，控制药物输送系统和医疗管理应用来使世界着迷。
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