一种真皮组织仿生多孔支架的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种真皮组织仿生多孔支架的制备方法，通过将丝蛋白溶液与海藻酸溶液混合后进行水蒸气蒸发成膜，并对蛋白/海藻酸高分子膜采用氯化钙水溶液中孵育，最终经过干燥后制成所述真皮组织仿生多孔支架。本发明专利技术真皮组织仿生多孔支架材料可有效促进创面修复和抑制瘢痕形成，烧创伤等开放性伤口有很好的治疗效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及医用仿生材料
，尤其是涉及一种以丝蛋白和海藻酸为原料， 制备真皮组织仿生多孔支架的方法。
技术介绍
烧创伤等开放性伤口所造成的皮肤缺损是临床常见病和多发病，在皮肤缺损修复 过程中，伤口过度愈合会导致病理性瘢痕的发生和发展。病理性瘢痕包括增生性瘢痕和瘢 痕疙瘩，会导致瘙痒、毁容、残疾等一系列严重的并发症，有时甚至诱发恶性肿瘤，严重降低 患者的生存质量。因此，病理性瘢痕的防治一直是烧伤、整形等外科学领域中亟待解决的医 学问题。 近年来，随着创面愈合机制研究的不断深入，人们认识到，瘢痕形成与真皮组织缺 失程度具有高度相关性，这一理论在临床实践中得到了佐证，如浅度烧伤创面在愈合后新 生组织与正常皮肤类似，而深度烧伤创面在愈合后将形成病理性瘢痕。这一理论提示：真皮 组织的存在能够抑制瘢痕形成。因此，发挥真皮组织作用的真皮替代物已被临床用于促进 深度皮肤缺损创面的愈合和抑制瘢痕形成。然而，现有真皮替代物仍然未达到抑制病理性 瘢痕发生和发展的目标。目前，已上市真皮替代物产品可分为两类：脱细胞真皮基质和体外 合成高分子支架。脱细胞真皮基质是由人尸体皮、猪皮、猪小肠粘膜下层经脱细胞处理所得 到的成分异质的高分子支架材料，其主要成分为胶原蛋白。体外合成高分子支架是由合成 高分子（如polyglactin)或动物源天然高分子（如胶原蛋白和/或糖胺聚糖）等体外合 成的高分子支架。 已有仿真皮材料在促进创面修复和抑制瘢痕形成两方面发挥了有效作用，但在临 床应用过程中仍然存在不足之处。首先，由于加工工艺难以控制，脱细胞真皮基质类仿生真 皮的质量不稳定，各生产批次之间往往存在质量差别，这将影响其作为真皮替代物修复创 面的应用效果，并可能造成二次手术等严重后果。其次，脱细胞真皮基质仿生真皮存在生物 污染的可能性，由于原料人尸体皮可能携带病毒，并且这些病毒在材料加工过程中未被有 效清除，而导致病毒传播。再次，体外合成仿生真皮在创面的降解速度与组织生成的速度不 匹配，往往因降解过快而导致其促进伤口修复和抑制瘢痕形成的作用减弱。另外，现有仿生 真皮在抑制瘢痕形成方面的作用效果远未达到促进功能性类真皮组织再生的目标。究其原 因，仿生真皮在加工过程中结构被破坏和体外合成仿生真皮未实现对真皮组织的仿生是影 响仿真皮材料促进真皮组织再生的重要因素。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述问题，本专利技术提供一种真皮组织仿生多孔支架的制备方 法。本专利技术真皮组织仿生多孔支架材料可有效促进创面修复和抑制瘢痕形成，烧创伤等开 放性伤口有很好的治疗效果。 本专利技术的技术方案如下： -种真皮组织仿生多孔支架的制备方法，所述真皮组织仿生多空支架所含原料的 质量百分数为：丝蛋白50%~90%，海藻酸10%~50% ;具体制备步骤为： (1)将蚕茧置于Na2C03水溶液中沸煮30min，然后用去离子水润洗3次，制得蚕丝 素纤维；然后将蚕丝素纤维置于溴化锂溶液中，37°C条件下溶解，制得丝蛋白溴化锂溶液； 最后将所得溶液在截留分子量为3500Da的透析盒中透析3天后，得丝蛋白溶液，调节溶液 质量百分浓度为5% ; (2)将步骤（1)制得的丝蛋白溶液与质量百分浓度为2%的海藻酸溶液在37°C条 件下按体积比4~36:10混合，在速度为50rpm/min的漩祸振荡器上振荡5min，至混合均 匀，然后在离心力为1500g下离心3min，除去溶液中的气泡； (3)将步骤（2)离心后的混合液转移至聚四氟乙烯槽中，溶液的厚度为2mm，然后 将此槽放置于37°C、吸风风速为0. 3米/秒的通风橱中央，放置时间为24h，形成丝蛋白/ 海藻酸高分子膜； (4)将丝蛋白/海藻酸高分子膜浸没于浓度为0. 002M的氯化钙水溶液中，37°C下 孵育2h，然后将所得高分子膜在300ml去离子水中浸泡30min，重复三次最后将高分子膜在 300ml液氮溶液中冷冻lOmin ; (5)将冷冻的高分子膜在真空冷冻干燥机中冷冻干燥，真空冷冻干燥条件为：冷 阱温度_55°C、真空度3~5Pa，时间18h，制得丝蛋白/海藻酸复合材料，即所述真皮组织仿 生多孔支架。 步骤⑴中所述Na2C03水溶液浓度为0. 01~1M ;所述溴化锂溶液的浓度为1~ 20M〇 本专利技术有益的技术效果在于： (1)本专利技术丝蛋白分子能够发生物理交联，避免了在构建仿生真皮组织的过程中 引入有毒的化学交联剂，提高材料的生物相容性，丝蛋白分子结构中约含有85%的甘氨酸、 丙氨酸和丝氨酸的重复嵌段，这些重复嵌段之间会形成氢键而使丝蛋白分子内部或丝蛋白 分子之间产生疏水结构，这种疏水结构使丝蛋白分子发生物理交联，而避免使用化学交联 剂。 (2)本专利技术通过水蒸气蒸发使丝蛋白分子发生物理交联的方法，能够促进丝蛋白 基支架材料对真皮组织结构和力学性能的仿生性能，降低了所制备的丝蛋白/海藻酸多孔 支架的硬度，有利于仿生真皮组织抑制瘢痕形成和促进真皮组织再生的功能，这是由于水 蒸气蒸发过程能够促进丝蛋白分子自组装形成Silk I结构并抑制Silk II结构的产生，而 在甲醇水溶液中丝蛋白分子发生自组装主要形成Silk II结构，即0-sheet结构。当丝蛋 白分子的物理交联形式主要为Silk I时，丝蛋白基支架材料在孔结构和力学性能方面优于 以Silk II结构为主的相应材料，使其在力学性质方面与真皮组织更加接近。 (3)本专利技术海藻酸分子的引入能够提高真皮成纤维细胞和微血管内皮细胞在丝蛋 白/海藻酸多孔支架中的黏附和增殖活性；对丝蛋白自组装过程具有调控作用；糖胺聚糖 通过与细胞外基质中的细胞因子、生长因子等发生相互作用，提高这些蛋白质信号分子的 生物利用度，从而提高细胞的生物活性；海藻酸的分子结构与脱细胞真皮基质中的糖胺聚 糖结构类似，能够发挥与糖胺聚糖类似的生物学作用，因而，在丝蛋白支架中引入海藻酸能 够促进真皮成纤维细胞和微血管内皮细胞的黏附性和增殖活性。 (4)本专利技术采用钙离子对丝蛋白/海藻酸多孔支架进行交联处理，此化学交联法 能够将海藻酸分子固定于丝蛋白交联网络中，形成互穿网络，从而阻碍酶在支架网络中的 扩散和活性，减慢丝蛋白/海藻酸的生物降解速度。 (5)本专利技术采用真空冷冻干燥处理获得丝蛋白/海藻酸多孔支架，能够材料在干 态下保持其多孔结构和力学特性。 (6)本专利技术通过水蒸气蒸发法使多孔支架中的丝蛋白分子发生物理交联，改善了 丝蛋白基多孔支架材料的微结构，增强了材料的多孔性能；并且，通过此制备方法，丝蛋白 基支架材料的硬度降低，接近正常皮肤的弹性；本专利技术所涉及的多孔支架为完全互穿网络 结构，离子交联的海藻酸网络能够提高材料的生物相容性，促进真皮组织所含细胞对支架 的黏附性和在支架中的增殖活性；海藻酸是细胞外基质所含糖胺聚糖的拟似物，糖胺聚糖 有利于提尚细胞的活性。【附图说明】 图1为本专利技术实施例1所得真皮组织仿生多孔支架的扫描电镜图。 图2为本专利技术对比例1所得纯丝蛋白膜的扫描电镜图。【具体实施方式】 下面结合附图和实施例，对本专利技术进行具体描述。 实施例1 -种真皮组织仿生多孔支架的制备方法，具体制备步骤为： (1)将10g蚕茧置于500ml的0? 02M Na2C03水溶液中沸煮30min，然后用去离本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种真皮组织仿生多孔支架的制备方法，其特征在于所述真皮组织仿生多空支架所含原料的质量百分数为：丝蛋白50％～90％，海藻酸10％～50％；具体制备步骤为：(1)将蚕茧置于Na2CO3水溶液中沸煮30min，然后用去离子水润洗3次，制得蚕丝素纤维；然后将蚕丝素纤维置于溴化锂溶液中，37℃条件下溶解，制得丝蛋白溴化锂溶液；最后将所得溶液在截留分子量为3500Da的透析盒中透析3天后，得丝蛋白溶液，调节溶液质量百分浓度为5％；(2)将步骤(1)制得的丝蛋白溶液与质量百分浓度为2％的海藻酸溶液在37℃条件下按体积比4～36:10混合，在速度为50rpm/min的漩涡振荡器上振荡5min，至混合均匀，然后在离心力为1500g下离心3min，除去溶液中的气泡；(3)将步骤(2)离心后的混合液转移至聚四氟乙烯槽中，溶液的厚度为2mm，然后将此槽放置于37℃、吸风风速为0.3米/秒的通风橱中央，放置时间为24h，形成丝蛋白/海藻酸高分子膜；(4)将丝蛋白/海藻酸高分子膜浸没于浓度为0.002M的氯化钙水溶液中，37℃下孵育2h，然后将所得高分子膜在300ml去离子水中浸泡30min，重复三次最后将高分子膜在300ml液氮溶液中冷冻10min；(5)将冷冻的高分子膜在真空冷冻干燥机中冷冻干燥，真空冷冻干燥条件为：冷阱温度‑55℃、真空度3～5Pa，时间18h，制得丝蛋白/海藻酸复合材料，即所述真皮组织仿生多孔支架。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵朋，吕国忠，
申请(专利权)人：无锡市第三人民医院，
类型：发明
国别省市：江苏;32