由纯天然原料制备的具有梯度孔结构和性能的人工皮肤的制作方法
专利名称：由纯天然原料制备的具有梯度孔结构和性能的人工皮肤的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种由纯天然原料仿生制备的具有梯度孔结构和性能的人工皮肤。
本发明的人工皮肤由表皮层和真皮层两层组成，表皮层和真皮层具有梯度结构和 性能上的梯度性，厚度在0. 5 1. 5毫米之间，可根据需要调整厚度。 其中的表皮层，是由具备防水、透气、保护真皮的薄膜构成，该薄膜是由纤维蛋白， 或丝素蛋白，或胶原蛋白等蛋白中的一种与壳聚糖、葡聚糖、透明质酸等多糖中的一种制备 的。 表皮层中， 表皮层的制备方法如下
多糖溶液和蛋白溶液的配制
多糖溶液的浓度为0. 1% 20%的多糖溶液，
蛋白溶液的浓度为0. 5% 50%的蛋白溶液。
配制方法 (1).多糖溶液。取一定量的去离子水或一定浓度的有机溶剂，溶解一定质量的多糖，得到多糖粘稠溶液。 (2).配制蛋白溶液。取一定量的去离子水或一定浓度的有机溶剂，溶解一定质量的蛋白得到蛋白溶液。 将蛋白溶液和多糖溶液制备成混合溶液，蛋白和多糖在混合溶液中的浓度范围分别是O. 1% 40%和0. 1% -20%。 将蛋白溶液/多糖溶液混合，装入模具中，减压干燥，制成薄膜。 其中所述蛋白选自纤维蛋白，或丝素蛋白，或胶原蛋白等蛋白中的一种。
所述多糖选自壳聚糖、葡聚糖、透明质酸等多糖中的一种。 本发明的人工皮肤的真皮层是由胶原蛋白和多糖制备的，真皮层呈海绵状，多孔
且相互贯通，孔的尺寸和分布从上到下(即从表皮层到真皮层)成梯度分布，孔径从20微
米增加到300微米，孔的尺寸和分布是靠成分变化和多层叠加加工工艺来控制的。 本发明的真皮层使用的胶原蛋白是由I型胶原蛋白或III型胶原蛋白中的一种或
两种的混合物。多糖为透明质酸、或壳聚糖、或海藻酸酸，或葡聚糖等中的一种或两种。 真皮层制备方法如下 梯度多糖溶液和胶原蛋白溶液的配制 梯度多糖溶液的浓度为0. 1% 20%的多糖溶液， 梯度胶原蛋白溶液的浓度为0. 5% 50%的蛋白溶液。 将胶原蛋白溶液和多糖溶液制备成混合溶液，胶原蛋白和多糖在混合溶液中的浓度范围分别是O. 1% 40%和0. 1% -20%。
配制方法 (1).多糖溶液。取取一定量的去离子水或一定浓度的有机溶剂，溶解一定质量的多糖，得到多糖粘稠溶液，根据浓度梯度稀释不同浓度。
(2).配制胶原蛋白溶液。取一定量的去离子水或一定浓度的有机溶剂，溶解一定质量的胶原蛋白得到蛋白溶液，根据浓度梯度稀释不同浓度。
将蛋白溶液/多糖溶液混合制备成梯度溶液。
本发明表皮层优选的制备步骤是 (1)、配置一定浓度的蛋白/多糖溶液，二者的浓度范围分别在0. 5% 50%和0. 1 % 20%之间。将蛋白溶液和多糖溶液制备成混合溶液，蛋白和多糖在混合溶液中的浓度范围分别是O. 1% 40%和0. 1% -20%。 (2)、在模板上喷涂蛋白/多糖溶液，经过梯度干燥，温度梯度范围为50 80°C ，加
压，制备出均匀的蛋白/多糖薄膜，该层薄膜比较致密，孔的尺寸小于5微米。 (3)、将上述薄膜通过在80 IO(TC条件下适当的施压，然后迅速冷却，反复几次，
最后用醇溶液固化。制备得到的表皮层具有可降解性，表皮层的降解周期在1 2月，同时
具备良好的弹性和延展性。
优选的真皮层的制备步骤是 (1)制备具有浓度梯度的胶原蛋白、多糖的混合液，其中胶原蛋白的浓度为0. 5% 30%，多糖的浓度为0. 1% 10%，若加入生长因子，生长因子的浓度范围为1 20ug/ml。 (2)将梯度混合液喷涂在表皮层上，然后迅速冷冻干燥，每次喷涂后，冷冻的速度逐步加快。真皮层的厚度由涂覆和冷冻干燥次数决定的，可根据需要进行调整。即制备出梯度孔结构和梯度性能的人工皮肤，此制备工艺适合于小于或等于5层叠加层的该人工皮肤。 (3)当上述步骤(2)中的梯度混合液喷涂大于五层后，后续的叠加层采用微小冰晶冷冻干燥法，即将梯度混合液冷冻，加工成微小冰晶，然后将小冰晶均匀的分布已通过溶液喷涂的制备出的5层以上的产品上，最后冷冻干燥，即得人工皮肤。 其中优选的梯度溶液是梯度浓度的胶原蛋白、透明质酸的混合液，其中胶原蛋白的浓度梯度为10%、8%、6%、4%、2%和1%，透明质酸的浓度梯度为2%、1.5%、1%、0. 5%、0. 3%和0. 1%，若加入生长因子，生长因子浓度恒定为5ug/ml。
本发明最优选的制备方法在实施例中。 本发明中，人工皮肤的真皮层加工条件温和，适合加载生长因子混合加入，真皮层能起到缓释的作用；也可作为组织工程皮肤的支架，在上面种植细胞后，可以移植到损伤的皮肤上。 本发明中，人工皮肤的真皮层从上到下(即从表皮层到真皮层)的降解周期不同，也成梯度分布，从上到下降解速度加快，降解周期从1个月降到2周。即与皮肤伤口接触的那一层降解速度最快，与表皮层靠近的那一层降解最慢。降解周期靠成份变化和多层叠加加工工艺来控制的。 本发明的人工皮肤用于大鼠感染的皮肤疮面的试验证明该人工皮肤能够减少瘢痕形成和抑制创面收縮，促进伤口愈合。 本发明中，人工皮肤的透气性，用水份的透汽率表示，大小为72 85g/cm2h ;吸水率为150 250% ;溶胀率50 56% ;撕裂强度和拉伸强度分别为30 80kN/m和4. 0 腦Pa。 本发明的人工皮肤与现有技术相比，具有防水性好，透气性好，修复性强，排斥性小，具有缓释功能，所有的原料为纯天然材料，成本低廉，制备方法简单，适合大规模生产。
具体实施例方式
下面将结合实施例进一步说明本发明的人工皮肤及其制备方法，不作为本发明的限制。 实施例1、 丝素蛋白/壳聚糖表皮层制备步骤是 (1)、配制丝素蛋白/壳聚糖混合溶液，二者在混合溶液中的浓度分别为4%和0. 5%。 (2)、在模板上喷涂丝素蛋白/壳聚糖溶液，经过梯度干燥，温度梯度范围为50 80°C ，加压，制备出均匀的丝素蛋白/壳聚糖薄膜，该层薄膜致密，孔的尺寸小于5微米。
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(3)、将上述薄膜通过在80 IO(TC条件下适当的施压，然后迅速冷却，反复几次，最后用醇溶液固化。制备得到的表皮层具备可降解性，表皮层的降解周期在1 2月之间，同时还具备良好的弹性和延展性。 在表面层上连续加工制备真皮层的步骤如下 (4)制备具有浓度梯度的胶原蛋白和透明质酸的混合液，混合液中，胶原蛋白的浓度梯度为10%、8%、6%、4%、2%和1%，多糖的浓度梯度为2%、1. 5%、1%、0. 5%、0. 3%和0. 1%，若加入生长因子，生长因子浓度恒定为5ug/ml。 (5)将梯度混合液(10%胶原蛋白+2%透明质酸、8%胶原蛋白+1. 5%透明质酸、6%胶原蛋白+1%透明质酸、4%胶原蛋白+0. 5%透明质酸、2%胶原蛋白+0. 3%透明质酸、1%胶原蛋白+0. 1%透明质酸)依次喷涂在表皮层上，然后迅速冷冻干燥，每次喷涂后，冷冻的速度逐步加快。每种混合溶液可反复喷涂1 3次。喷涂和冷冻干燥5次制备得到的人工皮肤的厚度为0. 67毫米。人工皮肤的透气性，用水分的透汽率表示，大小为75g/cm2h ;吸水率为180% ;溶胀率为55% ;撕裂强度和拉伸强度58kN/m和7. 0MPa。
实施例2、 丝素蛋白/壳聚糖表皮层制备步骤是 (1)、配制丝素蛋白/壳聚糖混合溶液，二者在混合溶液中的浓度分别为50%和20%， (2)、在模板上喷涂丝素蛋白/壳聚糖溶液，经过梯度干燥，温度梯度范围为50 80°C ，加压，制备出均匀的丝素蛋白/壳聚糖薄膜，该层薄膜致密，孔的尺寸小于5微米。
(3)、将上述薄膜通过在80 IO(TC条件下适当的施压，然后迅速冷却，反复几次，最后用醇溶液固化。制备得到的表皮层具备可降解性，表皮层的降解周期在1 2月之间，同时还具备良好的弹性和延展性。 在表面层上连续加工制备真皮层的步骤如下 (4)制备具有浓度梯度的胶原蛋白、透明质酸的混合液，混合液中胶原蛋白的浓度梯度为10%、8%、6%、4%、2%和1%，多糖的浓度梯度为2%、1. 5%、1%、0. 5%、0. 3%和0. 1%，若加入生长因子，生长因子浓度恒定为5ug/ml。 (5)将梯度混合液(10%胶原蛋白+2%透明质酸、8%胶原蛋白+1. 5%透明质酸、6%胶原蛋白+1%透明质酸、4%胶原蛋白+0. 5%透明质酸、2%胶原蛋白+0. 3%透明质酸、1%胶原蛋白+0. 1%透明质酸)依次喷涂在表皮层上，然后迅速冷冻干燥，每次喷涂后，冷冻的速度逐步加快。每种混合溶液可反复喷涂1 3次。喷涂和冷冻干燥5次制备得到的人工皮肤的厚度为0. 67毫米。人工皮肤的透气性，用水分的透汽率表示，大小为75g/cm2h ;吸水率为180% ;溶胀率为55% ;撕裂强度和拉伸强度58kN/m和7. 0MPa。
实施例3、 丝素蛋白/壳聚糖表皮层制备步骤是 (1)、配制丝素蛋白/壳聚糖混合溶液，二者在混合溶液中的浓度分别为0. 5%和0.1%， (2)、在模板上喷涂丝素蛋白/壳聚糖溶液，经过梯度干燥，温度梯度范围为50 80°C ，加压，制备出均匀的丝素蛋白/壳聚糖薄膜，该层薄膜致密，孔的尺寸小于5微米。
(3)、将上述薄膜通过在80 IO(TC条件下适当的施压，然后迅速冷却，反复几次，最后用醇溶液固化。制备得到的表皮层具备可降解性，表皮层的降解周期在1 2月之间，同时还具备良好的弹性和延展性。 在表面层上连续加工制备真皮层的步骤如下 (6)制备具有浓度梯度的胶原蛋白、透明质酸的混合液，其中胶原蛋白的浓度梯度为10%、8%、6%、4%、2%和1%，多糖的浓度梯度为2%、1.5%、1%、0. 5%、0. 3%和0. 1%，若加入生长因子，生长因子浓度恒定为5ug/ml。 (7)将梯度混合液(10%胶原蛋白+2%透明质酸、8%胶原蛋白+1. 5%透明质酸、6%胶原蛋白+1%透明质酸、4%胶原蛋白+0. 5%透明质酸、2%胶原蛋白+0. 3%透明质酸、1%胶原蛋白+0. 1%透明质酸)依次喷涂在表皮层上，然后迅速冷冻干燥，每次喷涂后，冷冻的速度逐步加快。每种混合溶液可反复喷涂1 3次。喷涂和冷冻干燥5次制备得到的人工皮肤的厚度为0. 67毫米。人工皮肤的透气性，用水分的透汽率表示，大小为75g/cm2h ;吸水率为180% ;溶胀率为55% ;撕裂强度和拉伸强度58kN/m和7. 0MPa。
实施例4、 丝素蛋白/壳聚糖表皮层制备步骤是 (1)、配制丝素蛋白/壳聚糖混合溶液，二者在混合溶液中的浓度分别为10%和5%， (2)、在模板上喷涂丝素蛋白/壳聚糖溶液，经过梯度干燥，温度梯度范围为50 80°C ，加压，制备出均匀的丝素蛋白/壳聚糖薄膜，该层薄膜致密，孔的尺寸小于5微米。
(3)、将上述薄膜通过在80 IO(TC条件下适当的施压，然后迅速冷却，反复几次，最后用醇溶液固化。制备得到的表皮层具备可降解性，表皮层的降解周期在1 2月之间，同时还具备良好的弹性和延展性。 在表面层上连续加工制备真皮层的步骤如下 (8)制备具有浓度梯度的胶原蛋白、透明质酸的混合液，其中胶原蛋白的浓度梯度为10%、8%、6%、4%、2%和1%，多糖的浓度梯度为2%、1.5%、1%、0. 5%、0. 3%和0. 1%，若加入生长因子，生长因子浓度恒定为5ug/ml。 (9)将梯度混合液(10%胶原蛋白+2%透明质酸、8%胶原蛋白+1. 5%透明质酸、6%胶原蛋白+1%透明质酸、4%胶原蛋白+0. 5%透明质酸、2%胶原蛋白+0. 3%透明质酸、1%胶原蛋白+0. 1%透明质酸)依次喷涂在表皮层上，然后迅速冷冻干燥，每次喷涂后，冷冻的速度逐步加快。每种混合溶液可反复喷涂1 3次。喷涂和冷冻干燥5次制备得到的人工皮肤的厚度为0. 67毫米。人工皮肤的透气性，用水分的透汽率表示，大小为75g/cm2h ;吸水率为180% ;溶胀率为55% ;撕裂强度和拉伸强度58kN/m和7. 0MPa。
实施例5、 丝素蛋白/壳聚糖表皮层制备步骤是 (1)、配制丝素蛋白/壳聚糖混合溶液，二者在混合溶液中的浓度分别为10%和1%， (2)、在模板上喷涂丝素蛋白/壳聚糖溶液，经过梯度干燥，温度梯度范围为50 80°C ，加压，制备出均匀的丝素蛋白/壳聚糖薄膜，该层薄膜致密，孔的尺寸小于5微米。
(3)、将上述薄膜通过在80 IO(TC条件下适当的施压，然后迅速冷却，反复几次，最后用醇溶液固化。制备得到的表皮层具备可降解性，表皮层的降解周期在1 2月之间，同时还具备良好的弹性和延展性。 在表面层上连续加工制备真皮层的步骤如下 (4)制备具有浓度梯度的胶原蛋白、透明质酸的混合液，其中胶原蛋白的浓度梯度为10%、8%、6%、4%、2%和1%，多糖的浓度梯度为2%、1.5%、1%、0. 5%、0. 3%和0. 1%，若加入生长因子，生长因子浓度恒定为5ug/ml。 (5)将梯度混合液(10%胶原蛋白+2%透明质酸、8%胶原蛋白+1. 5%透明质酸、6%胶原蛋白+1%透明质酸、4%胶原蛋白+0. 5%透明质酸、2%胶原蛋白+0. 3%透明质酸、1%胶原蛋白+0. 1%透明质酸)依次喷涂在表皮层上，然后迅速冷冻干燥，每次喷涂后，冷冻的速度逐步加快。每种混合溶液可反复喷涂1 3次。喷涂和冷冻干燥5次制备得到的人工皮肤的厚度为0. 67毫米。人工皮肤的透气性，用水分的透汽率表示，大小为75g/cm2h ;吸水率为180% ;溶胀率为55% ;撕裂强度和拉伸强度58kN/m和7. 0MPa。
1权利要求
一种人工皮肤，由表皮层和真皮层组成，其特征在于，其中表皮层是由薄膜构成，该薄膜是由纤维蛋白，或丝素蛋白，或胶原蛋白等蛋白中的一种与壳聚糖、葡聚糖、透明质酸等多糖中的一种仿生制备的，真皮层是由胶原蛋白和多糖制备的，胶原蛋白是由I型胶原蛋白或III型胶原蛋白中的一种或两种的混合物，多糖为透明质酸、或壳聚糖、或海藻酸酸，或葡聚糖等中的一种或两种。
2. 权利要求1所述的人工皮肤，其特征在于，表皮层制备方法如下 多糖溶液和蛋白溶液的配制多糖溶液的浓度为0. 1% 20%的多糖溶液， 蛋白溶液的浓度为0. 5% 50%的蛋白溶液， 配制方法(1) .多糖溶液，取一定量的去离子水或一定浓度的有机溶剂，溶解一定质量的多糖，得 到多糖粘稠溶液，(2) .配制蛋白溶液，取一定量的去离子水或一定浓度的有机溶剂，溶解一定质量的蛋 白得到蛋白溶液，将蛋白溶液和多糖溶液制备成混合溶液，蛋白和多糖在混合溶液中的浓度范围分别是 0. 1% 40%和0. 1% _20%，干燥，制成薄膜，
3. 权利要求1所述的人工皮肤，其特征在于，真皮层制备方法如下 梯度多糖溶液和胶原蛋白溶液的配制 梯度多糖溶液的浓度为0. 1% 20%的多糖溶液， 梯度胶原蛋白溶液的浓度为0. 5% 50%的蛋白溶液， 配制方法(1) .多糖溶液，取取一定量的去离子水或一定浓度的有机溶剂，溶解一定质量的多糖， 得到多糖粘稠溶液，(2) .配制胶原蛋白溶液，取一定量的去离子水或一定浓度的有机溶剂，溶解一定质量 的胶原蛋白得到蛋白溶液，将蛋白溶液和多糖溶液制备成混合溶液，蛋白和多糖在混合溶液中的浓度范围分别是 0. 1 % 40 %和0. 1 % -20 % ，制备成梯度溶液。
4. 权利要求1所述的人工皮肤，其特征在于，其中表皮层是丝素蛋白与壳聚糖制备的， 真皮层是由胶原蛋白和透明质酸制备的。
5. 权利要求1所述的人工皮肤的制备方法，其特征在于，表皮层制备步骤具体如下(1) 、配置一定浓度的蛋白/多糖溶液，二者的浓度范围分别在0. 5 % 50 %和0. 1 % 20%之间；将蛋白溶液和多糖溶液制备成混合溶液，蛋白和多糖在混合溶液中的浓度范围 分别是O. 1% 40%和0. 1% -20%，(2) 、在模板上喷涂蛋白/多糖溶液，经过梯度干燥，温度梯度范围为50 8(TC，加压， 制备出均匀的蛋白/多糖薄膜，该层薄膜比较致密，孔的尺寸小于5微米；(3) 、将上述薄膜通过在80 IO(TC条件下适当的施压，然后迅速冷却，反复几次，最后 用醇溶液固化。
6. 权利要求1所述的人工皮肤的制备方法，其特征在于，在表皮层上连续加工制备人 工皮肤真皮层的步骤如下(1) 制备具有浓度梯度的胶原蛋白、多糖的混合液，其中胶原蛋白的浓度为0.5% 30%，多糖的浓度为0. 1% 10%，将蛋白溶液和多糖溶液制备成混合溶液，蛋白和多糖在混合溶液中的浓度范围分别是O. 1% 40%和0. 1% _20%，若加入生长因子，生长因子的浓度范围为1 20ug/ml，(2) 将梯度混合液喷涂在表皮层上，然后迅速冷冻干燥，每次喷涂后，冷冻的速度逐步加快，真皮层的厚度由涂覆和冷冻干燥次数决定的，可根据需要进行调整，即制备出梯度孔结构和梯度性能的人工皮肤，此制备工艺适合于小于或等于5层叠加层的该人工皮肤，(3) 当上述步骤(2)中的梯度混合液喷涂大于五层后，后续的叠加层采用微小冰晶冷冻干燥法，即将梯度混合液冷冻，加工成微小冰晶，然后将小冰晶均匀的分布已通过溶液喷涂的制备出的5层以上的产品上，最后冷冻干燥，即得人工皮肤。
7. 权利要求1所述的人工皮肤的制备方法，其特征在于，丝素蛋白/壳聚糖表皮层制备步骤是(1) 、配制丝素蛋白/壳聚糖混合溶液，二者在混合溶液中的浓度分别为4%和0. 5% ;(2) 、在模板上喷涂丝素蛋白/壳聚糖溶液，经过梯度干燥，温度梯度范围为50 8(TC，加压，制备出均匀的丝素蛋白/壳聚糖薄膜，该层薄膜致密，孔的尺寸小于5微米；(3) 、将上述薄膜通过在80 IO(TC条件下适当的施压，然后迅速冷却，反复几次，最后用醇溶液固化；在表面层上连续加工制备真皮层的步骤如下(1) 制备具有浓度梯度的胶原蛋白、透明质酸的混合液，混合液中胶原蛋白的浓度梯度为10%、8%、6%、4%、2%和1%，多糖的浓度梯度为2%、1.5%、1%、0. 5%、0. 3%和0. 1%，若加入生长因子，生长因子浓度恒定为5ug/ml ;(2) 将梯度混合液(10%胶原蛋白+2%透明质酸、8%胶原蛋白+1. 5%透明质酸、6%胶原蛋白+1%透明质酸、4%胶原蛋白+0. 5%透明质酸、2%胶原蛋白+0. 3%透明质酸、1%胶原蛋白+0. 1%透明质酸)依次喷涂在表皮层上，然后迅速冷冻干燥，每次喷涂后，冷冻的速度逐步加快；每种混合溶液可反复喷涂1 3次；喷涂和冷冻干燥5次制备得到的人工皮肤的厚度为0. 67毫米；人工皮肤的透气性，用水分的透汽率表示，大小为75g/cm2h ;吸水率为180% ;溶胀率为55% ;撕裂强度和拉伸强度58kN/m和7. OMPa。
8. 权利要求1所述的人工皮肤的制备方法，其特征在于，丝素蛋白/壳聚糖表皮层制备步骤是(1) 、配制丝素蛋白/壳聚糖混合溶液，二者在混合溶液中的浓度分别为50%和20%，(2) 、在模板上喷涂丝素蛋白/壳聚糖溶液，经过梯度干燥，温度梯度范围为50 80°C ，加压，制备出均匀的丝素蛋白/壳聚糖薄膜，该层薄膜致密，孔的尺寸小于5微米，(3) 、将上述薄膜通过在80 IO(TC条件下适当的施压，然后迅速冷却，反复几次，最后用醇溶液固化，制备得到的表皮层具备可降解性，表皮层的降解周期在1 2月之间，同时还具备良好的弹性和延展性。在表面层上连续加工制备真皮层的步骤如下(4) 制备具有浓度梯度的胶原蛋白、透明质酸的混合液，混合液中胶原蛋白的浓度梯度为10%、8%、6%、4%、2%和1%，多糖的浓度梯度为2%、1.5%、1%、0. 5%、0. 3%和0. 1%，若加入生长因子，生长因子浓度恒定为5ug/ml，(5)将梯度混合液(10%胶原蛋白+2%透明质酸、8%胶原蛋白+1. 5%透明质酸、6%胶 原蛋白+1%透明质酸、4%胶原蛋白+0. 5%透明质酸、2%胶原蛋白+0. 3%透明质酸、1%胶 原蛋白+0. 1%透明质酸)依次喷涂在表皮层上，然后迅速冷冻干燥，每次喷涂后，冷冻的速 度逐步加快，每种混合溶液可反复喷涂1 3次，喷涂和冷冻干燥5次制备得到的人工皮肤 的厚度为0. 67毫米，人工皮肤的透气性，用水分的透汽率表示，大小为75g/cm2h ;吸水率为 180% ;溶胀率为55% ;撕裂强度和拉伸强度58kN/m和7. 0MPa。
9. 权利要求1所述的人工皮肤的制备方法，其特征在于， 丝素蛋白/壳聚糖表皮层制备步骤是(1) 、配制丝素蛋白/壳聚糖混合溶液，二者在混合溶液中的浓度分别为0.5%和 0.1%，(2) 、在模板上喷涂丝素蛋白/壳聚糖溶液，经过梯度干燥，温度梯度范围为50 80°C ， 加压，制备出均匀的丝素蛋白/壳聚糖薄膜，该层薄膜致密，孔的尺寸小于5微米，(3) 、将上述薄膜通过在80 IO(TC条件下适当的施压，然后迅速冷却，反复几次，最后 用醇溶液固化，制备得到的表皮层具备可降解性，表皮层的降解周期在1 2月之间，同时 还具备良好的弹性和延展性，在表面层上连续加工制备真皮层的步骤如下(4) 制备具有浓度梯度的胶原蛋白、透明质酸的混合液，其中胶原蛋白的浓度梯度为 10%、8%、6%、4%、2%和1%，多糖的浓度梯度为2%、1. 5%、1%、0. 5%、0. 3%和0. 1%， 若加入生长因子，生长因子浓度恒定为5ug/ml，(5) 将梯度混合液(10%胶原蛋白+2%透明质酸、8%胶原蛋白+1. 5%透明质酸、6%胶 原蛋白+1%透明质酸、4%胶原蛋白+0. 5%透明质酸、2%胶原蛋白+0. 3%透明质酸、1%胶 原蛋白+0. 1%透明质酸)依次喷涂在表皮层上，然后迅速冷冻干燥，每次喷涂后，冷冻的速 度逐步加快，每种混合溶液可反复喷涂1 3次，喷涂和冷冻干燥5次制备得到的人工皮肤 的厚度为0. 67毫米，人工皮肤的透气性，用水分的透汽率表示，大小为75g/cm2h ;吸水率为 180% ;溶胀率为55% ;撕裂强度和拉伸强度58kN/m和7. 0MPa。
10. 权利要求1所述的人工皮肤的制备方法，其特征在于， 丝素蛋白/壳聚糖表皮层制备步骤是(1) 、配制丝素蛋白/壳聚糖混合溶液，二者在混合溶液中的浓度分别为10%和5%，(2) 、在模板上喷涂丝素蛋白/壳聚糖溶液，经过梯度干燥，温度梯度范围为50 80°C ， 加压，制备出均匀的丝素蛋白/壳聚糖薄膜，该层薄膜致密，孔的尺寸小于5微米，(3) 、将上述薄膜通过在80 IO(TC条件下适当的施压，然后迅速冷却，反复几次，最后 用醇溶液固化，制备得到的表皮层具备可降解性，表皮层的降解周期在1 2月之间，同时 还具备良好的弹性和延展性，在表面层上连续加工制备真皮层的步骤如下(4) 制备具有浓度梯度的胶原蛋白、透明质酸的混合液，其中胶原蛋白的浓度梯度为 10%、8%、6%、4%、2%和1%，多糖的浓度梯度为2%、1. 5%、1%、0. 5%、0. 3%和0. 1%， 若加入生长因子，生长因子浓度恒定为5ug/ml，(5) 将梯度混合液(10%胶原蛋白+2%透明质酸、8%胶原蛋白+1. 5%透明质酸、6%胶 原蛋白+1%透明质酸、4%胶原蛋白+0. 5%透明质酸、2%胶原蛋白+0. 3%透明质酸、1%胶原蛋白+0. 1%透明质酸)依次喷涂在表皮层上，然后迅速冷冻干燥，每次喷涂后，冷冻的速度逐步加快，每种混合溶液可反复喷涂1 3次，喷涂和冷冻干燥5次制备得到的人工皮肤的厚度为0. 67毫米，人工皮肤的透气性，用水分的透汽率表示，大小为75g/cm2h ;吸水率为180% ;溶胀率为55% ;撕裂强度和拉伸强度58kN/m和7. 0MPa。
全文摘要
本发明涉及一种由纯天然原料制备的具有梯度孔结构和性能的人工皮肤及其制备方法，该人工皮肤分为表皮层和真皮层两层，表皮层和真皮层同时具备结构和性能上的梯度性，厚度在0.5～1.5毫米之间，可根据需要调整厚度，表皮层是一层具备防水、透气、保护真皮的薄膜，其结构比较致密，孔的尺寸小于5微米，表皮层具有可降解性，表皮层的降解周期在4～6月之间，同时还具备良好的弹性和延展性，人工皮肤的真皮层是由胶原蛋白和多糖仿生制备，真皮层呈海绵状，多孔且相互贯通，孔的尺寸和分布从上到下成梯度分布，孔径从20微米增加到300微米；真皮层从上到下的降解周期不同，也成梯度分布，从上到下降解速度加快，降解周期从4个月加快到2周，孔的尺寸和分布、以及降解的梯度性是靠成分变化和多层叠加加工工艺来控制的。
文档编号A61L27/60GK101716375SQ20091022320
公开日2010年6月2日 申请日期2009年11月20日 优先权日2009年11月20日
发明者佘振定, 王明波, 谭荣伟 申请人:佘振定
技术领域：
本发明涉及一种由纯天然原料仿生制备的具有梯度孔结构和性能的人工皮肤。
本发明的人工皮肤由表皮层和真皮层两层组成，表皮层和真皮层具有梯度结构和 性能上的梯度性，厚度在0. 5 1. 5毫米之间，可根据需要调整厚度。 其中的表皮层，是由具备防水、透气、保护真皮的薄膜构成，该薄膜是由纤维蛋白， 或丝素蛋白，或胶原蛋白等蛋白中的一种与壳聚糖、葡聚糖、透明质酸等多糖中的一种制备 的。 表皮层中， 表皮层的制备方法如下
多糖溶液和蛋白溶液的配制
多糖溶液的浓度为0. 1% 20%的多糖溶液，
蛋白溶液的浓度为0. 5% 50%的蛋白溶液。
配制方法 (1).多糖溶液。取一定量的去离子水或一定浓度的有机溶剂，溶解一定质量的多糖，得到多糖粘稠溶液。 (2).配制蛋白溶液。取一定量的去离子水或一定浓度的有机溶剂，溶解一定质量的蛋白得到蛋白溶液。 将蛋白溶液和多糖溶液制备成混合溶液，蛋白和多糖在混合溶液中的浓度范围分别是O. 1% 40%和0. 1% -20%。 将蛋白溶液/多糖溶液混合，装入模具中，减压干燥，制成薄膜。 其中所述蛋白选自纤维蛋白，或丝素蛋白，或胶原蛋白等蛋白中的一种。
所述多糖选自壳聚糖、葡聚糖、透明质酸等多糖中的一种。 本发明的人工皮肤的真皮层是由胶原蛋白和多糖制备的，真皮层呈海绵状，多孔
且相互贯通，孔的尺寸和分布从上到下(即从表皮层到真皮层)成梯度分布，孔径从20微
米增加到300微米，孔的尺寸和分布是靠成分变化和多层叠加加工工艺来控制的。 本发明的真皮层使用的胶原蛋白是由I型胶原蛋白或III型胶原蛋白中的一种或
两种的混合物。多糖为透明质酸、或壳聚糖、或海藻酸酸，或葡聚糖等中的一种或两种。 真皮层制备方法如下 梯度多糖溶液和胶原蛋白溶液的配制 梯度多糖溶液的浓度为0. 1% 20%的多糖溶液， 梯度胶原蛋白溶液的浓度为0. 5% 50%的蛋白溶液。 将胶原蛋白溶液和多糖溶液制备成混合溶液，胶原蛋白和多糖在混合溶液中的浓度范围分别是O. 1% 40%和0. 1% -20%。
配制方法 (1).多糖溶液。取取一定量的去离子水或一定浓度的有机溶剂，溶解一定质量的多糖，得到多糖粘稠溶液，根据浓度梯度稀释不同浓度。
(2).配制胶原蛋白溶液。取一定量的去离子水或一定浓度的有机溶剂，溶解一定质量的胶原蛋白得到蛋白溶液，根据浓度梯度稀释不同浓度。
将蛋白溶液/多糖溶液混合制备成梯度溶液。
本发明表皮层优选的制备步骤是 (1)、配置一定浓度的蛋白/多糖溶液，二者的浓度范围分别在0. 5% 50%和0. 1 % 20%之间。将蛋白溶液和多糖溶液制备成混合溶液，蛋白和多糖在混合溶液中的浓度范围分别是O. 1% 40%和0. 1% -20%。 (2)、在模板上喷涂蛋白/多糖溶液，经过梯度干燥，温度梯度范围为50 80°C ，加
压，制备出均匀的蛋白/多糖薄膜，该层薄膜比较致密，孔的尺寸小于5微米。 (3)、将上述薄膜通过在80 IO(TC条件下适当的施压，然后迅速冷却，反复几次，
最后用醇溶液固化。制备得到的表皮层具有可降解性，表皮层的降解周期在1 2月，同时
具备良好的弹性和延展性。
优选的真皮层的制备步骤是 (1)制备具有浓度梯度的胶原蛋白、多糖的混合液，其中胶原蛋白的浓度为0. 5% 30%，多糖的浓度为0. 1% 10%，若加入生长因子，生长因子的浓度范围为1 20ug/ml。 (2)将梯度混合液喷涂在表皮层上，然后迅速冷冻干燥，每次喷涂后，冷冻的速度逐步加快。真皮层的厚度由涂覆和冷冻干燥次数决定的，可根据需要进行调整。即制备出梯度孔结构和梯度性能的人工皮肤，此制备工艺适合于小于或等于5层叠加层的该人工皮肤。 (3)当上述步骤(2)中的梯度混合液喷涂大于五层后，后续的叠加层采用微小冰晶冷冻干燥法，即将梯度混合液冷冻，加工成微小冰晶，然后将小冰晶均匀的分布已通过溶液喷涂的制备出的5层以上的产品上，最后冷冻干燥，即得人工皮肤。 其中优选的梯度溶液是梯度浓度的胶原蛋白、透明质酸的混合液，其中胶原蛋白的浓度梯度为10%、8%、6%、4%、2%和1%，透明质酸的浓度梯度为2%、1.5%、1%、0. 5%、0. 3%和0. 1%，若加入生长因子，生长因子浓度恒定为5ug/ml。
本发明最优选的制备方法在实施例中。 本发明中，人工皮肤的真皮层加工条件温和，适合加载生长因子混合加入，真皮层能起到缓释的作用；也可作为组织工程皮肤的支架，在上面种植细胞后，可以移植到损伤的皮肤上。 本发明中，人工皮肤的真皮层从上到下(即从表皮层到真皮层)的降解周期不同，也成梯度分布，从上到下降解速度加快，降解周期从1个月降到2周。即与皮肤伤口接触的那一层降解速度最快，与表皮层靠近的那一层降解最慢。降解周期靠成份变化和多层叠加加工工艺来控制的。 本发明的人工皮肤用于大鼠感染的皮肤疮面的试验证明该人工皮肤能够减少瘢痕形成和抑制创面收縮，促进伤口愈合。 本发明中，人工皮肤的透气性，用水份的透汽率表示，大小为72 85g/cm2h ;吸水率为150 250% ;溶胀率50 56% ;撕裂强度和拉伸强度分别为30 80kN/m和4. 0 腦Pa。 本发明的人工皮肤与现有技术相比，具有防水性好，透气性好，修复性强，排斥性小，具有缓释功能，所有的原料为纯天然材料，成本低廉，制备方法简单，适合大规模生产。
具体实施例方式
下面将结合实施例进一步说明本发明的人工皮肤及其制备方法，不作为本发明的限制。 实施例1、 丝素蛋白/壳聚糖表皮层制备步骤是 (1)、配制丝素蛋白/壳聚糖混合溶液，二者在混合溶液中的浓度分别为4%和0. 5%。 (2)、在模板上喷涂丝素蛋白/壳聚糖溶液，经过梯度干燥，温度梯度范围为50 80°C ，加压，制备出均匀的丝素蛋白/壳聚糖薄膜，该层薄膜致密，孔的尺寸小于5微米。
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(3)、将上述薄膜通过在80 IO(TC条件下适当的施压，然后迅速冷却，反复几次，最后用醇溶液固化。制备得到的表皮层具备可降解性，表皮层的降解周期在1 2月之间，同时还具备良好的弹性和延展性。 在表面层上连续加工制备真皮层的步骤如下 (4)制备具有浓度梯度的胶原蛋白和透明质酸的混合液，混合液中，胶原蛋白的浓度梯度为10%、8%、6%、4%、2%和1%，多糖的浓度梯度为2%、1. 5%、1%、0. 5%、0. 3%和0. 1%，若加入生长因子，生长因子浓度恒定为5ug/ml。 (5)将梯度混合液(10%胶原蛋白+2%透明质酸、8%胶原蛋白+1. 5%透明质酸、6%胶原蛋白+1%透明质酸、4%胶原蛋白+0. 5%透明质酸、2%胶原蛋白+0. 3%透明质酸、1%胶原蛋白+0. 1%透明质酸)依次喷涂在表皮层上，然后迅速冷冻干燥，每次喷涂后，冷冻的速度逐步加快。每种混合溶液可反复喷涂1 3次。喷涂和冷冻干燥5次制备得到的人工皮肤的厚度为0. 67毫米。人工皮肤的透气性，用水分的透汽率表示，大小为75g/cm2h ;吸水率为180% ;溶胀率为55% ;撕裂强度和拉伸强度58kN/m和7. 0MPa。
实施例2、 丝素蛋白/壳聚糖表皮层制备步骤是 (1)、配制丝素蛋白/壳聚糖混合溶液，二者在混合溶液中的浓度分别为50%和20%， (2)、在模板上喷涂丝素蛋白/壳聚糖溶液，经过梯度干燥，温度梯度范围为50 80°C ，加压，制备出均匀的丝素蛋白/壳聚糖薄膜，该层薄膜致密，孔的尺寸小于5微米。
(3)、将上述薄膜通过在80 IO(TC条件下适当的施压，然后迅速冷却，反复几次，最后用醇溶液固化。制备得到的表皮层具备可降解性，表皮层的降解周期在1 2月之间，同时还具备良好的弹性和延展性。 在表面层上连续加工制备真皮层的步骤如下 (4)制备具有浓度梯度的胶原蛋白、透明质酸的混合液，混合液中胶原蛋白的浓度梯度为10%、8%、6%、4%、2%和1%，多糖的浓度梯度为2%、1. 5%、1%、0. 5%、0. 3%和0. 1%，若加入生长因子，生长因子浓度恒定为5ug/ml。 (5)将梯度混合液(10%胶原蛋白+2%透明质酸、8%胶原蛋白+1. 5%透明质酸、6%胶原蛋白+1%透明质酸、4%胶原蛋白+0. 5%透明质酸、2%胶原蛋白+0. 3%透明质酸、1%胶原蛋白+0. 1%透明质酸)依次喷涂在表皮层上，然后迅速冷冻干燥，每次喷涂后，冷冻的速度逐步加快。每种混合溶液可反复喷涂1 3次。喷涂和冷冻干燥5次制备得到的人工皮肤的厚度为0. 67毫米。人工皮肤的透气性，用水分的透汽率表示，大小为75g/cm2h ;吸水率为180% ;溶胀率为55% ;撕裂强度和拉伸强度58kN/m和7. 0MPa。
实施例3、 丝素蛋白/壳聚糖表皮层制备步骤是 (1)、配制丝素蛋白/壳聚糖混合溶液，二者在混合溶液中的浓度分别为0. 5%和0.1%， (2)、在模板上喷涂丝素蛋白/壳聚糖溶液，经过梯度干燥，温度梯度范围为50 80°C ，加压，制备出均匀的丝素蛋白/壳聚糖薄膜，该层薄膜致密，孔的尺寸小于5微米。
(3)、将上述薄膜通过在80 IO(TC条件下适当的施压，然后迅速冷却，反复几次，最后用醇溶液固化。制备得到的表皮层具备可降解性，表皮层的降解周期在1 2月之间，同时还具备良好的弹性和延展性。 在表面层上连续加工制备真皮层的步骤如下 (6)制备具有浓度梯度的胶原蛋白、透明质酸的混合液，其中胶原蛋白的浓度梯度为10%、8%、6%、4%、2%和1%，多糖的浓度梯度为2%、1.5%、1%、0. 5%、0. 3%和0. 1%，若加入生长因子，生长因子浓度恒定为5ug/ml。 (7)将梯度混合液(10%胶原蛋白+2%透明质酸、8%胶原蛋白+1. 5%透明质酸、6%胶原蛋白+1%透明质酸、4%胶原蛋白+0. 5%透明质酸、2%胶原蛋白+0. 3%透明质酸、1%胶原蛋白+0. 1%透明质酸)依次喷涂在表皮层上，然后迅速冷冻干燥，每次喷涂后，冷冻的速度逐步加快。每种混合溶液可反复喷涂1 3次。喷涂和冷冻干燥5次制备得到的人工皮肤的厚度为0. 67毫米。人工皮肤的透气性，用水分的透汽率表示，大小为75g/cm2h ;吸水率为180% ;溶胀率为55% ;撕裂强度和拉伸强度58kN/m和7. 0MPa。
实施例4、 丝素蛋白/壳聚糖表皮层制备步骤是 (1)、配制丝素蛋白/壳聚糖混合溶液，二者在混合溶液中的浓度分别为10%和5%， (2)、在模板上喷涂丝素蛋白/壳聚糖溶液，经过梯度干燥，温度梯度范围为50 80°C ，加压，制备出均匀的丝素蛋白/壳聚糖薄膜，该层薄膜致密，孔的尺寸小于5微米。
(3)、将上述薄膜通过在80 IO(TC条件下适当的施压，然后迅速冷却，反复几次，最后用醇溶液固化。制备得到的表皮层具备可降解性，表皮层的降解周期在1 2月之间，同时还具备良好的弹性和延展性。 在表面层上连续加工制备真皮层的步骤如下 (8)制备具有浓度梯度的胶原蛋白、透明质酸的混合液，其中胶原蛋白的浓度梯度为10%、8%、6%、4%、2%和1%，多糖的浓度梯度为2%、1.5%、1%、0. 5%、0. 3%和0. 1%，若加入生长因子，生长因子浓度恒定为5ug/ml。 (9)将梯度混合液(10%胶原蛋白+2%透明质酸、8%胶原蛋白+1. 5%透明质酸、6%胶原蛋白+1%透明质酸、4%胶原蛋白+0. 5%透明质酸、2%胶原蛋白+0. 3%透明质酸、1%胶原蛋白+0. 1%透明质酸)依次喷涂在表皮层上，然后迅速冷冻干燥，每次喷涂后，冷冻的速度逐步加快。每种混合溶液可反复喷涂1 3次。喷涂和冷冻干燥5次制备得到的人工皮肤的厚度为0. 67毫米。人工皮肤的透气性，用水分的透汽率表示，大小为75g/cm2h ;吸水率为180% ;溶胀率为55% ;撕裂强度和拉伸强度58kN/m和7. 0MPa。
实施例5、 丝素蛋白/壳聚糖表皮层制备步骤是 (1)、配制丝素蛋白/壳聚糖混合溶液，二者在混合溶液中的浓度分别为10%和1%， (2)、在模板上喷涂丝素蛋白/壳聚糖溶液，经过梯度干燥，温度梯度范围为50 80°C ，加压，制备出均匀的丝素蛋白/壳聚糖薄膜，该层薄膜致密，孔的尺寸小于5微米。
(3)、将上述薄膜通过在80 IO(TC条件下适当的施压，然后迅速冷却，反复几次，最后用醇溶液固化。制备得到的表皮层具备可降解性，表皮层的降解周期在1 2月之间，同时还具备良好的弹性和延展性。 在表面层上连续加工制备真皮层的步骤如下 (4)制备具有浓度梯度的胶原蛋白、透明质酸的混合液，其中胶原蛋白的浓度梯度为10%、8%、6%、4%、2%和1%，多糖的浓度梯度为2%、1.5%、1%、0. 5%、0. 3%和0. 1%，若加入生长因子，生长因子浓度恒定为5ug/ml。 (5)将梯度混合液(10%胶原蛋白+2%透明质酸、8%胶原蛋白+1. 5%透明质酸、6%胶原蛋白+1%透明质酸、4%胶原蛋白+0. 5%透明质酸、2%胶原蛋白+0. 3%透明质酸、1%胶原蛋白+0. 1%透明质酸)依次喷涂在表皮层上，然后迅速冷冻干燥，每次喷涂后，冷冻的速度逐步加快。每种混合溶液可反复喷涂1 3次。喷涂和冷冻干燥5次制备得到的人工皮肤的厚度为0. 67毫米。人工皮肤的透气性，用水分的透汽率表示，大小为75g/cm2h ;吸水率为180% ;溶胀率为55% ;撕裂强度和拉伸强度58kN/m和7. 0MPa。
1权利要求
一种人工皮肤，由表皮层和真皮层组成，其特征在于，其中表皮层是由薄膜构成，该薄膜是由纤维蛋白，或丝素蛋白，或胶原蛋白等蛋白中的一种与壳聚糖、葡聚糖、透明质酸等多糖中的一种仿生制备的，真皮层是由胶原蛋白和多糖制备的，胶原蛋白是由I型胶原蛋白或III型胶原蛋白中的一种或两种的混合物，多糖为透明质酸、或壳聚糖、或海藻酸酸，或葡聚糖等中的一种或两种。
2. 权利要求1所述的人工皮肤，其特征在于，表皮层制备方法如下 多糖溶液和蛋白溶液的配制多糖溶液的浓度为0. 1% 20%的多糖溶液， 蛋白溶液的浓度为0. 5% 50%的蛋白溶液， 配制方法(1) .多糖溶液，取一定量的去离子水或一定浓度的有机溶剂，溶解一定质量的多糖，得 到多糖粘稠溶液，(2) .配制蛋白溶液，取一定量的去离子水或一定浓度的有机溶剂，溶解一定质量的蛋 白得到蛋白溶液，将蛋白溶液和多糖溶液制备成混合溶液，蛋白和多糖在混合溶液中的浓度范围分别是 0. 1% 40%和0. 1% _20%，干燥，制成薄膜，
3. 权利要求1所述的人工皮肤，其特征在于，真皮层制备方法如下 梯度多糖溶液和胶原蛋白溶液的配制 梯度多糖溶液的浓度为0. 1% 20%的多糖溶液， 梯度胶原蛋白溶液的浓度为0. 5% 50%的蛋白溶液， 配制方法(1) .多糖溶液，取取一定量的去离子水或一定浓度的有机溶剂，溶解一定质量的多糖， 得到多糖粘稠溶液，(2) .配制胶原蛋白溶液，取一定量的去离子水或一定浓度的有机溶剂，溶解一定质量 的胶原蛋白得到蛋白溶液，将蛋白溶液和多糖溶液制备成混合溶液，蛋白和多糖在混合溶液中的浓度范围分别是 0. 1 % 40 %和0. 1 % -20 % ，制备成梯度溶液。
4. 权利要求1所述的人工皮肤，其特征在于，其中表皮层是丝素蛋白与壳聚糖制备的， 真皮层是由胶原蛋白和透明质酸制备的。
5. 权利要求1所述的人工皮肤的制备方法，其特征在于，表皮层制备步骤具体如下(1) 、配置一定浓度的蛋白/多糖溶液，二者的浓度范围分别在0. 5 % 50 %和0. 1 % 20%之间；将蛋白溶液和多糖溶液制备成混合溶液，蛋白和多糖在混合溶液中的浓度范围 分别是O. 1% 40%和0. 1% -20%，(2) 、在模板上喷涂蛋白/多糖溶液，经过梯度干燥，温度梯度范围为50 8(TC，加压， 制备出均匀的蛋白/多糖薄膜，该层薄膜比较致密，孔的尺寸小于5微米；(3) 、将上述薄膜通过在80 IO(TC条件下适当的施压，然后迅速冷却，反复几次，最后 用醇溶液固化。
6. 权利要求1所述的人工皮肤的制备方法，其特征在于，在表皮层上连续加工制备人 工皮肤真皮层的步骤如下(1) 制备具有浓度梯度的胶原蛋白、多糖的混合液，其中胶原蛋白的浓度为0.5% 30%，多糖的浓度为0. 1% 10%，将蛋白溶液和多糖溶液制备成混合溶液，蛋白和多糖在混合溶液中的浓度范围分别是O. 1% 40%和0. 1% _20%，若加入生长因子，生长因子的浓度范围为1 20ug/ml，(2) 将梯度混合液喷涂在表皮层上，然后迅速冷冻干燥，每次喷涂后，冷冻的速度逐步加快，真皮层的厚度由涂覆和冷冻干燥次数决定的，可根据需要进行调整，即制备出梯度孔结构和梯度性能的人工皮肤，此制备工艺适合于小于或等于5层叠加层的该人工皮肤，(3) 当上述步骤(2)中的梯度混合液喷涂大于五层后，后续的叠加层采用微小冰晶冷冻干燥法，即将梯度混合液冷冻，加工成微小冰晶，然后将小冰晶均匀的分布已通过溶液喷涂的制备出的5层以上的产品上，最后冷冻干燥，即得人工皮肤。
7. 权利要求1所述的人工皮肤的制备方法，其特征在于，丝素蛋白/壳聚糖表皮层制备步骤是(1) 、配制丝素蛋白/壳聚糖混合溶液，二者在混合溶液中的浓度分别为4%和0. 5% ;(2) 、在模板上喷涂丝素蛋白/壳聚糖溶液，经过梯度干燥，温度梯度范围为50 8(TC，加压，制备出均匀的丝素蛋白/壳聚糖薄膜，该层薄膜致密，孔的尺寸小于5微米；(3) 、将上述薄膜通过在80 IO(TC条件下适当的施压，然后迅速冷却，反复几次，最后用醇溶液固化；在表面层上连续加工制备真皮层的步骤如下(1) 制备具有浓度梯度的胶原蛋白、透明质酸的混合液，混合液中胶原蛋白的浓度梯度为10%、8%、6%、4%、2%和1%，多糖的浓度梯度为2%、1.5%、1%、0. 5%、0. 3%和0. 1%，若加入生长因子，生长因子浓度恒定为5ug/ml ;(2) 将梯度混合液(10%胶原蛋白+2%透明质酸、8%胶原蛋白+1. 5%透明质酸、6%胶原蛋白+1%透明质酸、4%胶原蛋白+0. 5%透明质酸、2%胶原蛋白+0. 3%透明质酸、1%胶原蛋白+0. 1%透明质酸)依次喷涂在表皮层上，然后迅速冷冻干燥，每次喷涂后，冷冻的速度逐步加快；每种混合溶液可反复喷涂1 3次；喷涂和冷冻干燥5次制备得到的人工皮肤的厚度为0. 67毫米；人工皮肤的透气性，用水分的透汽率表示，大小为75g/cm2h ;吸水率为180% ;溶胀率为55% ;撕裂强度和拉伸强度58kN/m和7. OMPa。
8. 权利要求1所述的人工皮肤的制备方法，其特征在于，丝素蛋白/壳聚糖表皮层制备步骤是(1) 、配制丝素蛋白/壳聚糖混合溶液，二者在混合溶液中的浓度分别为50%和20%，(2) 、在模板上喷涂丝素蛋白/壳聚糖溶液，经过梯度干燥，温度梯度范围为50 80°C ，加压，制备出均匀的丝素蛋白/壳聚糖薄膜，该层薄膜致密，孔的尺寸小于5微米，(3) 、将上述薄膜通过在80 IO(TC条件下适当的施压，然后迅速冷却，反复几次，最后用醇溶液固化，制备得到的表皮层具备可降解性，表皮层的降解周期在1 2月之间，同时还具备良好的弹性和延展性。在表面层上连续加工制备真皮层的步骤如下(4) 制备具有浓度梯度的胶原蛋白、透明质酸的混合液，混合液中胶原蛋白的浓度梯度为10%、8%、6%、4%、2%和1%，多糖的浓度梯度为2%、1.5%、1%、0. 5%、0. 3%和0. 1%，若加入生长因子，生长因子浓度恒定为5ug/ml，(5)将梯度混合液(10%胶原蛋白+2%透明质酸、8%胶原蛋白+1. 5%透明质酸、6%胶 原蛋白+1%透明质酸、4%胶原蛋白+0. 5%透明质酸、2%胶原蛋白+0. 3%透明质酸、1%胶 原蛋白+0. 1%透明质酸)依次喷涂在表皮层上，然后迅速冷冻干燥，每次喷涂后，冷冻的速 度逐步加快，每种混合溶液可反复喷涂1 3次，喷涂和冷冻干燥5次制备得到的人工皮肤 的厚度为0. 67毫米，人工皮肤的透气性，用水分的透汽率表示，大小为75g/cm2h ;吸水率为 180% ;溶胀率为55% ;撕裂强度和拉伸强度58kN/m和7. 0MPa。
9. 权利要求1所述的人工皮肤的制备方法，其特征在于， 丝素蛋白/壳聚糖表皮层制备步骤是(1) 、配制丝素蛋白/壳聚糖混合溶液，二者在混合溶液中的浓度分别为0.5%和 0.1%，(2) 、在模板上喷涂丝素蛋白/壳聚糖溶液，经过梯度干燥，温度梯度范围为50 80°C ， 加压，制备出均匀的丝素蛋白/壳聚糖薄膜，该层薄膜致密，孔的尺寸小于5微米，(3) 、将上述薄膜通过在80 IO(TC条件下适当的施压，然后迅速冷却，反复几次，最后 用醇溶液固化，制备得到的表皮层具备可降解性，表皮层的降解周期在1 2月之间，同时 还具备良好的弹性和延展性，在表面层上连续加工制备真皮层的步骤如下(4) 制备具有浓度梯度的胶原蛋白、透明质酸的混合液，其中胶原蛋白的浓度梯度为 10%、8%、6%、4%、2%和1%，多糖的浓度梯度为2%、1. 5%、1%、0. 5%、0. 3%和0. 1%， 若加入生长因子，生长因子浓度恒定为5ug/ml，(5) 将梯度混合液(10%胶原蛋白+2%透明质酸、8%胶原蛋白+1. 5%透明质酸、6%胶 原蛋白+1%透明质酸、4%胶原蛋白+0. 5%透明质酸、2%胶原蛋白+0. 3%透明质酸、1%胶 原蛋白+0. 1%透明质酸)依次喷涂在表皮层上，然后迅速冷冻干燥，每次喷涂后，冷冻的速 度逐步加快，每种混合溶液可反复喷涂1 3次，喷涂和冷冻干燥5次制备得到的人工皮肤 的厚度为0. 67毫米，人工皮肤的透气性，用水分的透汽率表示，大小为75g/cm2h ;吸水率为 180% ;溶胀率为55% ;撕裂强度和拉伸强度58kN/m和7. 0MPa。
10. 权利要求1所述的人工皮肤的制备方法，其特征在于， 丝素蛋白/壳聚糖表皮层制备步骤是(1) 、配制丝素蛋白/壳聚糖混合溶液，二者在混合溶液中的浓度分别为10%和5%，(2) 、在模板上喷涂丝素蛋白/壳聚糖溶液，经过梯度干燥，温度梯度范围为50 80°C ， 加压，制备出均匀的丝素蛋白/壳聚糖薄膜，该层薄膜致密，孔的尺寸小于5微米，(3) 、将上述薄膜通过在80 IO(TC条件下适当的施压，然后迅速冷却，反复几次，最后 用醇溶液固化，制备得到的表皮层具备可降解性，表皮层的降解周期在1 2月之间，同时 还具备良好的弹性和延展性，在表面层上连续加工制备真皮层的步骤如下(4) 制备具有浓度梯度的胶原蛋白、透明质酸的混合液，其中胶原蛋白的浓度梯度为 10%、8%、6%、4%、2%和1%，多糖的浓度梯度为2%、1. 5%、1%、0. 5%、0. 3%和0. 1%， 若加入生长因子，生长因子浓度恒定为5ug/ml，(5) 将梯度混合液(10%胶原蛋白+2%透明质酸、8%胶原蛋白+1. 5%透明质酸、6%胶 原蛋白+1%透明质酸、4%胶原蛋白+0. 5%透明质酸、2%胶原蛋白+0. 3%透明质酸、1%胶原蛋白+0. 1%透明质酸)依次喷涂在表皮层上，然后迅速冷冻干燥，每次喷涂后，冷冻的速度逐步加快，每种混合溶液可反复喷涂1 3次，喷涂和冷冻干燥5次制备得到的人工皮肤的厚度为0. 67毫米，人工皮肤的透气性，用水分的透汽率表示，大小为75g/cm2h ;吸水率为180% ;溶胀率为55% ;撕裂强度和拉伸强度58kN/m和7. 0MPa。
全文摘要
本发明涉及一种由纯天然原料制备的具有梯度孔结构和性能的人工皮肤及其制备方法，该人工皮肤分为表皮层和真皮层两层，表皮层和真皮层同时具备结构和性能上的梯度性，厚度在0.5～1.5毫米之间，可根据需要调整厚度，表皮层是一层具备防水、透气、保护真皮的薄膜，其结构比较致密，孔的尺寸小于5微米，表皮层具有可降解性，表皮层的降解周期在4～6月之间，同时还具备良好的弹性和延展性，人工皮肤的真皮层是由胶原蛋白和多糖仿生制备，真皮层呈海绵状，多孔且相互贯通，孔的尺寸和分布从上到下成梯度分布，孔径从20微米增加到300微米；真皮层从上到下的降解周期不同，也成梯度分布，从上到下降解速度加快，降解周期从4个月加快到2周，孔的尺寸和分布、以及降解的梯度性是靠成分变化和多层叠加加工工艺来控制的。
文档编号A61L27/60GK101716375SQ20091022320
公开日2010年6月2日 申请日期2009年11月20日 优先权日2009年11月20日
发明者佘振定, 王明波, 谭荣伟 申请人:佘振定
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