[发明专利]一种人工皮肤及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于仿生材料技术领域，特别涉及一种人工皮肤及其制备方法。

背景技术

皮肤作为人体最大的器官，起到保护、感知和调节作用。当由于外界损伤或疾病等因素造成皮肤缺损时，其危害可以极轻微，也可以是致命的。

从上世纪90年代初，国外皮肤修复技术开始以人工合成真皮支架为主流，已有多种产品得到广泛应用，如Integra、Dermagraft、皮耐克等，其临床效果较好，但在长期效果如抑制瘢痕增生、皮肤外观和功能恢复与重建等方面还存在诸多挑战。

天然的真皮基质主要是胶原纤维和弹性纤维构成，二者互相交织在一起，真皮组织的厚薄与其纤维组织和基质的多少关系密切，并与皮肤的致密性、饱满度、松弛和起皱现象密切相关。同时真皮中的胶原纤维均结合成束。真皮越往上部越细，越往下越粗。在真皮中部和下部，胶原束的方向几乎与皮面平行，并互相交织在一起，在同一水平面上向各个方向延伸，有利于血管化和自体细胞长入。

目前，在胎儿无瘢痕愈合的研究中已证实，胎儿真皮的胶原纤维排列成网状，纤维较细但纤维间间隙致密，创伤愈合后的胶原支架与周围正常组织几乎完全相同；成人真皮胶原纤维束粗大，胶原纤维间间隙较胎儿真皮明显疏松，创伤愈合后真皮胶原纤维的网状结构消失，胶原纤维呈平行排列，与创面垂直，导致瘢痕形成。进一步的研究发现，成纤维细胞的迁移、分裂和分泌细胞外基质的速度等都是其无瘢痕愈合的基础，真皮中胶原纤维排列的方式对创面愈合后有无瘢痕形成至关重要。

目前的人工真皮支架模拟了胶原纤维的三维网状结构，研究发现，虽然致密的支架抗瘢痕效果好，但会限制成纤维细胞快速达到创面位置，导致真皮支架渗透性差、血管化速率慢、抗感染效果不佳；疏松的支架有利于血管和成纤维细胞的快速长入，但后期抗瘢痕效果较差。

另外，现有人工皮肤的缺点还表现在：应用于创伤处时较难实现可靠固定（尤其对于不规则或凹面的身体部位，或者小孩），植入后人工皮肤下面容易引起感染，或有血块产生，能否克服该缺点将对产品植入的成功与否有着重要影响。研究证明，采用联合使用负压引流护理，可以有效地实现产品的可靠固定，并且可及时排除伤口分泌物、血块等，降低了血清凝块、血肿以及感染的发生。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种人工皮肤及其制备方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种人工皮肤，包括真皮层，所述真皮层为由胶原束制成的双层结构，其中，上层为平行排列的微槽结构，下层与创面接触，为三维网状结构。

优选的，所述真皮层上层的厚度为10～200μm，相邻微槽间距为10～100μm，胶原束直径为10～200μm；所述真皮层下层的厚度为2～4mm，三维网状结构的孔径为100～200μm，胶原束直径为100～200μm。

优选的，所述胶原束包含I型胶原蛋白和载生长因子的微球，其中，微球直径为20～100nm。

优选的，所述人工皮肤还包括与真皮层上层结合的表皮层。

优选的，所述表皮层上密布有微孔，微孔孔径为0.1～3mm，孔间距为1～10mm，表皮层厚度为0.2～0.5mm。

优选的，所述表皮层由聚氨酯、硅橡胶或聚对苯二甲酸乙二醇酯制成。

一种人工皮肤的制备方法，包括以下步骤：将真皮层的双层结构模型导入三维打印机中；将I型胶原蛋白用醋酸溶液溶解，加入戊二醛和载生长因子的微球，混均，真空脱泡，得打印材料；将打印材料置于三维打印设备的墨盒中，进行三维打印，得到真皮层，即为人工皮肤。

优选的，打印材料中I型胶原蛋白的浓度为1～20wt%，戊二醛的浓度为0.10～0.50wt%，微球的浓度为0.01～0.2wt%。

优选的，利用两个喷嘴分别打印真皮层的上下层结构，喷嘴到打印平台的距离为20～40mm，打印材料的挤出速率为6～10mm·s^-1，打印平台的温度为-10～4℃。 

优选的，还包括以下步骤：在聚氨酯、硅橡胶或聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜上制备微孔，得到表皮层；将表皮层和真皮层通过黏合剂结合，即为人工皮肤。

本发明的有益效果是： 

本发明提供了一种结构可控的、包括表皮层和双层真皮层的人工皮肤，真皮层上层为平行排列的微槽结构，有利于成纤维细胞快速迁移，长入创面，促进创面愈合；真皮层下层为三维网状结构，降解速度较为缓慢，在愈合后期发挥抗瘢痕作用。