细菌纤维素BC膜是生物基骨组织工程材料，它是真菌、藻类以及各种细菌（如土壤杆菌属、醋杆菌属、无色杆菌属等）等微生物生长过程中合成的高分子聚合物。
结构与成分
细菌纤维素BC膜是由良好排列的三维纳米纤维组成的原纤维网络，具有优秀的生物相容性。细菌纤维素与植物纤维素具有相同的分子结构。
细菌纤维素以纯净形式生产，不含木质素、半纤维素等其它化合物，纯度远高于植物纤维素，BC由直径为20~100nm的超细纤维组成,比植物纤维素纤维细约100倍。与植物纤维素相比，BC具有更高的孔隙率、更高的机械性能、更高的结晶度和出色的保水性，有望成为一种新型的工业材料。[1]
用途
细菌纤维素BC膜在生物医学领域具有巨大的应用潜力，已广泛应用于伤口敷料、烧伤治疗、组织再生、人造皮肤、 组织工程支架以及释放药物、激素和蛋白质的系列产品。除了在生物医学领域的应用外，干燥的BC 膜还被用作扬声器的振膜、食品包装膜和用于存储和显示的柔软丝织物等。 BC是固定客体材料(如聚合物、金属纳米颗粒、导电材料和荧光分子等)的良好载体和模板。
生产
2.1. 菌株选择
细菌纤维素BC膜的合成是一种复杂而精密的生物过程，通常由特定的细菌菌株执行。主要包括醋杆菌属、土壤杆菌属、无色杆菌属、沙门氏菌属、肠杆菌属、埃希氏菌属、假单胞菌属、葡糖醋杆菌属等，其中木醋杆菌的纤维素合成能力最强，是研究细菌纤维素合成的模式菌株。
2.2. 培养条件
大多数细菌纤维素是通过传统的静态发酵技术生产的，其中木醋杆菌可以在30 ℃静态培养箱中的半限定生长培养基的浅容器中生长7～14 d，然后在30 ℃形成厚厚的纤维素薄膜。尽管这是最广泛使用的细菌纤维素生产方法，但其存在培养时间长及成本高等缺点。另外，碳源梯度差异和氧气分布差异会导致纤维素的生产不均匀，震荡培养作为生产细菌纤维素的一种方法，可以有效解决氧气分布不均而致纤维素的生产不均匀这一问题。
2.3. 产物合成
纤维素的生物合成始于细菌从环境中被动吸收葡萄糖，然后从6-磷酸葡萄糖异构化为1-磷酸葡萄糖。然后该异构体与三磷酸尿苷（UTP）反应，形成尿苷二磷酸葡萄糖（UDP-葡萄糖），该 UDP-葡萄糖被纤维素合酶A催化成线性1,4葡聚糖链，并被环二鸟苷酸（c-di-GMP）激活。然后这些纤维素链通过细菌细胞壁的孔排出体外，经过进一步的调控和修饰，形成了纤维素微纤维。此外，如果细菌缺乏葡萄糖来源，则会利用果糖合成途径。
2.4. 收获和处理
成功发酵后，所得的薄膜含有纤维素、次生代谢物、微生物生物质和生长培养基中的剩余营养物质，即可去除这些营养物质以获得高纯度的结晶纤维素基质。
总体而言，生产细菌纤维素的菌种十分广泛，其中木醋杆菌的产量最高。可以采取静态培养和动态震荡培养来细菌纤维素。静态培养的纤维力学强度大，适合用于制备高强度材料。震荡培养得到的纤维束丝相对较细，杨氏模量值低，可应用于水凝胶。在实际应用中，可以根据不同的需求，选择合适的菌、培养条件以及后处理方式来精准调控细菌纤维素的特性，从而满足实际运用的要求。[2]
参考文献
[1]朱晓东,杜昀怡,原续波,等.细菌纤维素的最新研究进展[J].高分子通报,2022,(05):17-26.DOI:10.14028/j.cnki.1003-3726.2022.05.003.
[2]Luo C, Zhang L, Ran L, You X, Huang S. 细菌纤维素复合材料在骨组织工程领域的应用新进展 [New Advances in the Application of Bacterial Cellulose Composite Materials in the Field of Bone Tissue Engineering]. Sichuan Da Xue Xue Bao Yi Xue Ban. 2024 Mar 20;55(2):243-248. Chinese. doi: 10.12182/20240360507. PMID: 38645860; PMCID: PMC11026885.