什么是纳米细菌纤维素

发酵来源纳米纤维素(细菌纤维素)是一种由葡萄糖单体通过β -1,4糖苷键连接而成的多糖生物材料,本质上是葡萄糖的聚合物。其独特的结构和优良的物理化学性质,赋予了它在众多领域广泛的应用潜力。
化学本质与结构特点
化学组成:纳米细菌纤维素由葡萄糖单体经β -1,4糖苷键连接形成线性聚合物。其纤维直径在20 – 40nm之间,长度可达微米级别,进而形成超细纤维网络。
生物合成:运用生物发酵技术,以糖类(如葡萄糖)为原料,借助细胞的代谢作用,将糖转化为多糖纤维素。
INCI名称:在化妆品名录里,发酵来源纤维素的INCI名称为CELLULOSE,EINECS编号是232 – 674 – 9。

bacterial cellullose electron microscope diagram -

结构特点


三维(3D)网状结构:细菌纤维素在液体中能够形成稳定的三维网状结构,这一结构使其具备优异的高效递送有效成分、乳化、增稠、悬浮性能。
超大比表面积和长径比:因其超细的纤维直径和较高的长径比,细菌纤维素拥有极大的比表面积,能够高效吸附和承载活性成分。
高纯度、高结晶度、高聚合度:细菌纤维素纯度高,不含木质素和半纤维素等杂质,结晶度和聚合度也较高,适用于医学等高要求领域。
高持水性:该材料能够吸收并保持大量水分,持水性能卓越,适合用于保湿类产品。
高弹性模量:具有出色的机械强度和高弹性模量,可增强材料的力学性能。

structure of bacterial cellulose 1 -
water retention values WRV -

特性1:持水能力(Water Retention Values, WRV)强

NatFibra™的细菌纤维素因其葡萄糖单体的多羟基结构,展现出卓越的持水性能。
1,纳米级纤维结构:NatFibra™的纤维直径仅为20 – 40nm,形成超细纤维网络,这种纳米级结构创造了巨大的比表面积,能够吸附并锁住大量水分子。
2. 三维(3D)网状结构:该结构不仅能够吸附水分,还能防止水分蒸发或流失。
3. 高持水值(WRV):NatFibra™的持水能力远超传统纤维素材料,能够吸收并保持自身重量数十倍甚至上百倍的水分。

持水能力的优势
1. 长效保湿:在化妆品中,NatFibra™能够为肌肤提供长效保湿效果,特别适合用于面膜、精华液和保湿霜等产品。
2. 柔软性与舒适性:高持水性使材料保持柔软和湿润状态,适用于医用敷料、伤口护理等需要高舒适性的领域。

 特性2:均匀分布同时不改变液体粘度,绿色的悬浮稳定剂

 

NatFibra™的纤维丝因其独特的“纳米级”三维(3D)网状结构,能够在不显著增加液体粘度的情况下,实现活性成分的均匀分布和稳定悬浮。

1,关键特性

     形成不可见且不可溶的三维网状结构:NatFibra™的纳米纤维丝在水中形成稳定的三维网状结构,这种结构在体系中不可见且不可溶,能够有效锁住活性成分的细小颗粒。

     不增加感知粘度的条件下增加悬浮力:与传统增稠剂不同,NatFibra™在提供优异悬浮性能的同时,不会显著增加液体的粘度,保持配方的轻盈质感。

     适用于宽泛流变特性的配方:无论是低粘度还是高粘度体系,NatFibra™都能有效发挥作用,适用于多种流变特性的配方。

     优良的温度、pH和盐度稳定性:NatFibra™在宽泛的温度范围、pH值和盐度条件下都能保持稳定,适用于各种复杂环境。

2,工作原理

    纳米级纤维网络:NatFibra™的纤维直径仅为20 – 40nm,形成超细的三维网状结构,这种结构能够将液体体系中的活性成分细小颗粒牢牢锁住,防止其沉淀。

    悬浮稳定性:活性成分被均匀分散并固定在三维网络中,从而实现长期稳定的悬浮效果。

    粘度控制:由于NatFibra™的3D纤维网络是一个物理网,不会显著增加液体的粘度,保持配方的原始质感。

Bacterial cellulose exhibits excellent suspension-stabilizing properties, enabling long-term dispersion of solid particles or insoluble components within formulations.
High Efficiency Penetration Study -

特性3:高效输送有效成分到皮肤表面


NatFibra™的纤维丝不仅能够稳定悬浮活性成分,还能通过其独特的三维(3D)网状结构,高效将有效成分输送到皮肤表面。
1. 工作原理
三维(3D)网状结构:NatFibra™的纤维丝在水中形成稳定的纳米直径三维网状结构,这种结构能够承载并锁定活性成分。类似于植物通过微管束输送养分的机制,NatFibra™的纤维网络能够将活性成分源源不断地输送到目标区域。
微循环输送:活性成分通过NatFibra™的三维网络,以微循环的方式逐步释放并渗透到皮肤表面。这种输送方式避免了活性成分的快速流失,确保其长时间、持续地发挥作用。
高效渗透:纳米级纤维结构能够与皮肤表面紧密接触,促进活性成分的渗透和吸收。
2. 关键特性
持续释放:活性成分被均匀分散在三维网络中,能够缓慢、持续地释放,延长作用时间。
高效输送:通过微循环机制,NatFibra™能够将活性成分高效输送到皮肤表面,提升吸收效率。
增强功效:活性成分的稳定性和渗透性得到提升,能够更好地发挥其功效。
温和安全:NatFibra™本身具有高生物相容性,适合敏感肌肤使用。

NatFibra™的高效传输功能使其在化妆品和医药领域具有重要的应用价值,能够显著提升活性成分的输送效率和吸收效果,为消费者带来更好的使用体验和功效。

特性4:Pickering乳液

NatFibra™的纤维丝因其超长的长径比(直径20 – 40纳米,长度微米级),在Pickering乳液体系中表现出优异的性能。
1. Pickering乳液的基本原理:Pickering乳液是一种由固体颗粒(而非传统表面活性剂)稳定的乳液体系。固体颗粒吸附在油水界面上,形成物理屏障,防止液滴聚并,从而稳定乳液。
2. NatFibra™在Pickering乳液中的优势
超长径比:NatFibra™的纤维直径仅为20 – 40纳米,长度可达微米级,这种超长径比使其能够高效吸附在油水界面上,形成稳定的物理屏障。
优异的乳化性能:NatFibra™纤维丝能够在油水界面形成致密的三维网络结构,有效防止液滴聚并,提升乳液的稳定性。
流动性好:与酯类成分构建的Pickering乳液具有优异的流动性,适合喷雾等应用场景。
绿色环保:NatFibra™通过生物发酵技术生产,天然可降解,符合绿色化学理念。

pickering emulsion -
Close-up of hands applying moisturizer, promoting skincare and softness.

特性5:皮肤修复,安全绿色

NatFibra™的纤维素因其高纯度、优异的生物相容性和多功能性,在皮肤修复和医学领域展现出巨大的应用潜力。以下是其在皮肤修复和医学应用中的详细说明:
1. 核心优势
高纯度:NatFibra™不含半纤维素和木质素等杂质,是一种高度纯净的生物材料,适合用于医学和皮肤修复领域。
优异的生物相容性:NatFibra™与人体组织相容性好,不会引起免疫排斥或过敏反应,适合长期使用。
다기능성可单独使用,也可与生物聚合物、纳米颗粒等结合,形成功能多样的复合材料。
2. 在皮肤修复中的应用
烧伤、伤口和溃疡的治疗:NatFibra™能够为创面提供湿润环境,促进细胞生长和伤口愈合。其三维网状结构能够锁住水分,防止创面干燥,同时允许氧气交换,加速修复过程。
加速上皮化过程;NatFibra™膜能够促进上皮细胞的迁移和增殖,加速创面的上皮化过程。其致密的结构还能有效阻隔细菌,避免感染。
调节细胞粘附:NatFibra™生物复合材料能够调节细胞粘附行为,为组织工程支架和移植物提供重要特性。这种特性在再生医学中具有重要应用价值。
3. 在医学领域的其他应用
诊断传感器开发:NatFibra™的超薄膜具有固定抗原的能力,可用于开发诊断传感器。其高比表面积和生物相容性使其成为生物传感器的理想材料。
药物载体:NatFibra™的三维网状结构能够承载药物活性成分,实现药物的缓释和靶向输送。
组织工程:作为支架材料,NatFibra™能够支持细胞生长和组织再生,适用于软骨、皮肤等组织的修复。