一種人工真皮支架及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，更具體地說是涉及一種人工真皮支架及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 皮膚作為人體最大器官，具有保持水分、透氣和防止細(xì)菌侵襲等功能。當(dāng)皮膚受到 外傷、燒傷或疾病等因素?fù)p害，尤其是大面積的皮膚受到嚴(yán)重?fù)p害時(shí)，對病人的生命安全造 成嚴(yán)重威脅?，F(xiàn)有技術(shù)目前多采用自體皮膚移植的方法，這不僅造成病人供皮區(qū)新的創(chuàng)傷 缺陷，而且經(jīng)常受到供皮來源的限制。于是各國研究人員致力于人工皮膚的研究，僅只有少 數(shù)發(fā)達(dá)國家掌握該項(xiàng)技術(shù)并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，包括Integra、Dermagraft、AlloDerm、Biobrane 等。但這些產(chǎn)品很多是異體或異種皮經(jīng)過加工處理得到的，存在加工成本高，免疫排斥等問 題。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中也有用不同的材料制成的支架材料作為人工皮膚。膠原蛋白、明膠、殼 聚糖、透明質(zhì)酸及甲殼胺等材料具有促進(jìn)細(xì)胞生長的功能，但其主要成分皆為動物組織的 提取物，含異種蛋白，易引起過敏反應(yīng)，臨床上可能引起病人發(fā)熱等癥狀，易引起感染，存在 病毒感染等風(fēng)險(xiǎn)。氧化纖維素材料是一種生物相容性良好的、可降解的天然植物源性多糖 材料，其來源廣泛，價(jià)格低廉，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品等領(lǐng)域。美國強(qiáng)生公司早在上世紀(jì)六 十年代，就利用氧化纖維素為原材料制備了可吸收止血材料surgicel，幾十年來的臨床數(shù) 據(jù)報(bào)道，其生物相容性良好，無不良反應(yīng)，是一種很好的生物醫(yī)學(xué)材料。
[0004] 目前的人工真皮支架仿生了膠原纖維的三維空間結(jié)構(gòu)，研究發(fā)現(xiàn)，孔徑致密的支 架材料抗瘢痕效果好，但會限制真皮成纖維細(xì)胞快速達(dá)到創(chuàng)面位置，導(dǎo)致真皮支架滲透性 差、血管化速率慢、抗感染效果不好;而孔徑疏松的支架材料有利于血管和成纖維細(xì)胞的快 速長入，但后期抗瘢痕效果較差。另外支架材料在濕態(tài)下能維持完整的三維結(jié)構(gòu)形態(tài)和合 適的降解時(shí)間也都非常重要，有些工藝制備得到的支架在濕態(tài)下容易溶解、崩塌或者在很 短時(shí)間內(nèi)就已經(jīng)降解，使得新生組織還未來得及長入，支架結(jié)構(gòu)就已經(jīng)不存在，從而不能很 好地為細(xì)胞和血管起到支撐作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明旨在克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種人工真皮支架。所述人工真皮支 架為非動物源性的人工真皮支架，其與人體皮膚柔軟性接近，在濕態(tài)下也能保持良好的三 維形態(tài)和強(qiáng)度，其能與創(chuàng)面緊貼，粘附性和透氣性良好，能吸收人體的滲出液，且無不良反 應(yīng)。
[0006] 所述人工真皮支架具有合適的孔徑大小和孔隙率，不但能夠有效促進(jìn)傷口的愈 合，更能促進(jìn)肉芽組織和新生血管的再生。
[0007] 所述人工真皮支架還具有合適的降解時(shí)間，可以減少瘢痕的形成。
[0008] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種所述人工真皮支架的制備方法。
[0009] 本發(fā)明的發(fā)明目的通過如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。
[0010] -種人工真皮支架，所述人工真皮支架以包括氧化纖維素、交聯(lián)劑為原料制成的 多孔支架，所述多孔支架的孔隙率為85%~96%，平均孔徑在50WI1~200WI1。
[0011] 所述人工真皮支架是將氧化纖維素與交聯(lián)劑進(jìn)行交聯(lián)后，進(jìn)行攪拌發(fā)泡，發(fā)泡后 立即將其置于低溫環(huán)境下預(yù)凍，充分預(yù)凍使其固化后進(jìn)行冷凍干燥制備得到。
[0012] 選用的氧化纖維素是一種非動物源的材料，氧化纖維素來源廣泛，具有非常好的 生物相容性以及生物可降解性能。將其進(jìn)行交聯(lián)、發(fā)泡加工后，其與人體皮膚柔軟性更接 近，同時(shí)其在濕態(tài)下能保持良好的三維形態(tài)和強(qiáng)度，具有粘附性及透氣性好的優(yōu)點(diǎn)。多孔支 架的孔隙率為85%~96%，平均孔徑在50wii~200wii，適合細(xì)胞和血管的生長，不但能夠有效促 進(jìn)傷口的愈合，更能促進(jìn)肉芽組織和新生血管的再生，合適的降解時(shí)間減少了瘢痕的形成。 所述人工真皮支架具有較高的吸水率，能吸收人體的滲出液。
[0013] 優(yōu)選地，所述人工真皮支架的吸水率為自身重量的17~28倍，飽和可含水量為90% ~97%〇
[0014] 優(yōu)選地，所述氧化纖維素為羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基甲基纖維素、羥 丙基纖維素中的一種或者幾種。
[0015] 優(yōu)選地，所述氧化纖維素為羥乙基纖維素。
[0016] 優(yōu)選地，所述人工真皮支架中，交聯(lián)劑的質(zhì)量為氧化纖維素質(zhì)量的0.1~3%?？紤]到 交聯(lián)劑含量偏高時(shí)對人體有一定副作用，優(yōu)選交聯(lián)劑的質(zhì)量為氧化纖維素質(zhì)量的0.1~1%。
[0017] 所述人工真皮支架的制備方法，包括如下步驟： 51. 將氧化纖維素溶于水中，形成水溶液，調(diào)節(jié)pH至酸性，加入水溶性中性鹽； 52. 往S1.處理后的溶液中加入交聯(lián)劑，進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)； 53. 往S2.交聯(lián)反應(yīng)后的溶液加入增塑劑，攪拌發(fā)泡至發(fā)泡后的溶液體積為原溶液體積 的2~5倍； 54. 將S3發(fā)泡后的物質(zhì)立即置于-80~-10°C環(huán)境下進(jìn)行低溫預(yù)凍，使其固化；固化后進(jìn) 行冷凍干燥； 55. 對S4.處理后的物質(zhì)進(jìn)行清洗，除去殘余添加劑，再次進(jìn)行冷凍干燥。所述清洗優(yōu)選 采用純凈水進(jìn)行清洗。
[0018] 優(yōu)選地，S5處理后還包括烘干、包裝、滅菌的步驟，其中所述烘干是為了使產(chǎn)品中 的交聯(lián)劑殘留量更低。
[0019] 優(yōu)選地，S1所述水溶液中，氧化纖維素的質(zhì)量濃度為1~10%。
[0020] 更優(yōu)選地，S1所述水溶液中，氧化纖維素的質(zhì)量濃度為3~5%。
[0021] S3中，加入增塑劑的目的是為了更便于攪拌發(fā)泡?？梢愿鶕?jù)實(shí)際情況選擇性地加 入。
[0022] 優(yōu)選地，S3中所述增塑劑的質(zhì)量為氧化纖維素質(zhì)量的10~50%。
[0023] 優(yōu)選地，S1中所述調(diào)節(jié)pH至酸性是指將溶液的pH值調(diào)節(jié)至< 3。更優(yōu)選地，調(diào)節(jié)后 溶液的pH值為1~3。
[0024] 用于調(diào)節(jié)S1所述pH的試劑可以是鹽酸、甲酸或硫酸等。
[0025] 水溶性中性鹽是指該鹽溶于水溶液時(shí)，水溶液的pH值基本不發(fā)生變化。中性鹽可 以提高氧化纖維素對交聯(lián)劑的吸附量，從而提高交聯(lián)度。優(yōu)選地，S1所述水溶性中性鹽為鋁 鹽、鈉鹽、鈣鹽或鐵鹽中的任意一種。
[0026 ]更優(yōu)選地，所述水溶性中性鹽為氯化鋁、氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣或三氯化鐵。
[0027 ]更優(yōu)選地，所述水溶性中性鹽為氯化鈣。
[0028] 優(yōu)選地，所述水溶性中性鹽的添加量為氧化纖維素質(zhì)量的1%~20%。
[0029] 優(yōu)選地，S2所述交聯(lián)劑為C1~C6的醛類交聯(lián)劑、京尼平或水溶性碳化二亞胺。優(yōu)選 為醛類交聯(lián)劑，更優(yōu)選為甲醛、乙醛或戊二醛。本發(fā)明通過加入交聯(lián)劑使氧化纖維素與氧化 纖維素發(fā)生交聯(lián)，從而使產(chǎn)品具有較好的強(qiáng)度。
[0030] 優(yōu)選地，S2交聯(lián)反應(yīng)的溫度在50~130 °C。優(yōu)選地，所述交聯(lián)反應(yīng)的溫度為70~80 °C。 [0031 ] 優(yōu)選地，交聯(lián)反應(yīng)的時(shí)間為30min~180min,更優(yōu)選為40min~120min。
[0032]增塑劑的加入可以改善發(fā)泡的效果，使樣品的孔隙率更高，結(jié)構(gòu)更均一。增塑劑可 以是常規(guī)的增塑劑。優(yōu)選地，S3所述增塑劑為甘油，甘油添加量為原材料氧化纖維素質(zhì)量的 0.1~0.5倍。優(yōu)選地，S3所述攪拌發(fā)泡其攪拌速度為500r/min以上，通過高速攪拌使溶液大 量發(fā)泡，結(jié)合后續(xù)的立即預(yù)凍和冷凍干燥，使產(chǎn)品獲得較高的孔隙率。優(yōu)選攪拌速度為 500r/min-3000r/min。在此攪拌條件下，更容易使溶液的發(fā)泡達(dá)到理想的效果。這有利于產(chǎn) 品獲得高孔隙率的同時(shí)具有較好的強(qiáng)度。
[0033]優(yōu)選地，S4中進(jìn)行低溫預(yù)凍的樣品的厚度為0.2~0.5cm。
[0034] 優(yōu)選地，S4中預(yù)凍溫度為-80~_50°C。在此溫度下，所得的產(chǎn)品的孔隙率更高，更均 勻。優(yōu)選