海藻酸钠水凝胶支架构建的组织工程皮肤及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种海藻酸钠水凝胶支架构建的组织工程皮肤，自上而下由表皮层和真皮层组成，表皮层是位于真皮层上方的一层种子细胞，真皮层包括种子细胞和海藻酸钠水凝胶支架，种子细胞位于海藻酸钠水凝胶支架的表面和支架中，以形成皮肤附属器。由于水凝胶支架交联网络中含有大量水分，可以很好地供给细胞养分，同时交联了EGF，可以调节细胞的生长和分化，因此水凝胶支架可以更好地模拟细胞生长所需的类组织样物理和空间结构，也就是提供了细胞的三维培养空间，更有利于表皮基底层细胞的培养和功能维持，构建具有生物活性的组织工程皮肤替代物。将本发明专利技术敷在创面上时，可以帮助创面恢复正常的组织结构。

Tissue engineered skin constructed by sodium alginate hydrogel and preparation method thereof

The invention discloses a sodium alginate hydrogel scaffold for tissue engineering skin, from top to bottom from the epidermis and dermis, epidermis layer is a layer of the seed cells in the dermis layer above the dermis, including seed cells and alginate hydrogel scaffolds, seed cells in alginate hydrogel scaffolds and scaffold surface, to form skin appendages. The hydrogel scaffold crosslinked network contains large amounts of water, can be a good supply of cell nutrients, while crosslinking EGF can regulate cell growth and differentiation, so it can better simulate the hydrogel scaffolds required for cell growth and tissue like physical space structure, which provides three-dimensional cell culture space, more conducive to the skin the basal layer cells and maintain the function of culture, the construction of tissue engineered skin substitutes with biological activity. When the invention is applied to the wound surface, the normal structure of the wound can be restored.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及组织皮肤敷料领域，还涉及一种皮肤敷料的制备方法。
技术介绍
皮肤是人体面积最大的器官，是重要的保护屏障，还具有感觉、保护、调解体温等重要生理功能。当正常皮肤组织在外界致伤因素(烧伤、创伤等)及机体内在因素(营养不良、缺氧和感染等)作用导致的损害形成创面，表现为皮肤完整性的破坏、正常组织的缺失和皮肤功能的丧失。临床上常见创面有烧伤、创伤等重大疾病，瘢痕、皮肤色素性疾病、良性恶性肿瘤等手术切除后形成的皮肤缺损等急性创面，还有如糖尿病性溃疡、血管性溃疡、压力性溃疡、放射性溃疡、肿瘤性溃疡、瘢痕性溃疡、神经性溃疡等慢性创面。手术修复是目前治疗创面的主要方法，但是，无论是传统的皮片移植、皮瓣移植、邮票皮移植、微粒皮移植、网状皮移植、复合皮移植等，还是目前的组织工程皮肤，目前都未能有效的解决创面修复的难题。尤其是重大疾病烧伤患者康复后往往瘢痕增生，汗腺缺失，皮肤失去原有的功能，生活质量低下；慢性创面则迁延不愈，轻者极大消耗医疗资源，重者并发感染、脓毒血症等严重危害生命。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种组织工程皮肤，以解决上述技术问题的至少一个，也即是解决上述提及的创面修复难的问题。本专利技术的另一个目的在于提供上述组织工程皮肤的制备方法，以解决上述技术问题的至少一个。根据本专利技术的一个方面，提供了一种海藻酸钠水凝胶支架构建的组织工程皮肤，自上而下由表皮层和真皮层组成，表皮层是位于真皮层上方的一层种子细胞，真皮层包括种子细胞和海藻酸钠水凝胶支架，种子细胞位于海藻酸钠水凝胶支架的表面和支架中，以形成皮肤附属器。在一些具体的实施方式中，上述种子细胞可以是表皮干细胞或通过人工培养得到的表皮基底层细胞悬液。在一些具体的实施方式中，上述表皮基底层细胞悬液可以通过以下方法制备得到：取人工皮片，将皮片放置于消化酶溶液中消化15～25分钟，再将自体皮片取出，并放入至乳酸钠林格氏液中，中和酶反应，撕下皮片的表皮，在皮片基底层上刮削基底层细胞，用乳酸钠林格氏液冲洗收集挂下的基底层细胞，制得表皮基底层细胞悬液。在一些具体的实施方式中，海藻酸钠水凝胶支架可以通过以下方式制备得到：(1)如下式所示，将4～6g的BLG-NCA单体溶解于80～100mL的苯-二氧六环混合溶剂中，以ω-端氨基聚乙二醇为引发剂，室温反应60～72小时，将反应液倒入无水乙醇中沉淀，过滤，真空干燥得淡黄色半透明状固体，得PEG-PBLG(PEG即聚乙二醇，PBLG即聚γ-苄基L-谷氨酸)嵌段共聚物，苯-二氧六环混合溶剂中苯与二氧六环的体积比为4:1，BLG-NCA单体与ω-端氨基聚乙二醇的摩尔比为70～80:1，反应液与无水乙醇的体积比为1:20～30；(2)将步骤(1)所得的PEG-PBLG嵌段共聚物溶于水中，使其浓度大于1g/20ml，搅拌下加入EGF(表皮生长因子)原液至溶液中的EGF达到最大容量为止，静置4～12小时，使EGF包埋于PEG-PBLG形成的球形纳米粒中；亲水的PEG和疏水的PBLG复合形成两亲性聚合物，在水介质中自动发生定向排列，当高于一定浓度(1g/20ml)时，PBLG之间紧密聚集于内，而PEG则舒展于外，自组装形成纳米级大小的球形纳米粒。在形成纳米粒的过程中，EGF在亲水介质和PBLG疏水微区之间发生分配，大部分包埋在纳米粒的核内，生成载有EGF的PEG-PBLG纳米粒。(3)往步骤(2)所得溶液中加入EGF原液至溶液中的EGF达到最大容量为止，按0.02～0.04g海藻酸钠/mL溶液的比例往步骤(2)所得溶液中加入海藻酸钠，搅拌使其完全溶解，然后按0.04～0.1g乙二胺/mL溶液的比例往步骤(2)所得溶液中加入乙二胺，40℃下搅拌至完全溶解，2℃-6℃静止过夜，得到海藻酸钠水凝胶支架。根据本专利技术的另外一个方面，本专利技术还提供了上述海藻酸钠水凝胶支架构建的组织工程皮肤的制备方法，包括以下步骤：(1)将4～6g的BLG-NCA单体溶解于80～100mL的苯-二氧六环混合溶剂中，以ω-端氨基聚乙二醇为引发剂，室温反应60～72小时，将反应液倒入无水乙醇中沉淀，过滤，真空干燥得淡黄色半透明状固体，得PEG-PBLG嵌段共聚物，苯-二氧六环混合溶剂中苯与二氧六环的体积比为4:1，BLG-NCA单体与ω-端氨基聚乙二醇的摩尔比为70～80:1，反应液与无水乙醇的体积比为1:20～30；(2)将步骤(1)所得的PEG-PBLG嵌段共聚物溶于水中，使其浓度大于1g/20ml，搅拌下加入EGF原液至溶液中的EGF达到最大容量为止，静置4～12小时，使EGF包埋于PEG-PBLG形成的球形纳米粒中；(3)往步骤(2)所得溶液中加入EGF原液至溶液中的EGF达到最大容量为止，按0.02～0.04g海藻酸钠/mL溶液的比例往步骤(2)所得溶液中加入海藻酸钠，搅拌使其完全溶解，然后按0.04～0.1g乙二胺/mL溶液的比例往步骤(2)所得溶液中加入乙二胺，40℃下搅拌至完全溶解，2℃-6℃静止过夜，得到海藻酸钠水凝胶支架；(4)按105个细胞/cm3海藻酸钠水凝胶支架的比例往步骤(3)中得到的海藻酸钠水凝胶支架中加入表皮干细胞或淋洒表皮基底层细胞悬液。相较于现有的组织工程皮肤或者传统的自体植皮相比，本专利技术的组织工程皮肤具有下列优点：1.本专利技术将种子细胞(表皮干细胞或表皮基底层细胞)置于海藻酸钠水凝胶支架中或支架上，构建具有生物活性的组织工程皮肤替代物。由于种子细胞与海藻酸钠水凝胶支架形成皮肤附属器，将本专利技术敷在创面上时，可以帮助创面恢复正常的组织结构。2.由于水凝胶支架交联网络中含有大量水分，可以很好地供给细胞养分，同时交联了EGF，可以调节细胞的生长和分化，因此水凝胶支架可以更好地模拟细胞生长所需的类组织样物理和空间结构，也就是提供了细胞的三维培养空间，更有利于表皮基底层细胞的培养和功能维持，并且可塑性高、制作工艺相对简单、临床应用方便。3.本专利技术的组织工程皮肤，制作快速，工艺简单，可批量生产，能有效缓解临床中皮源不足的问题。附图说明图1是组织工程皮肤的结构示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详细的说明。(1)如下式所示，将4～6g的BLG-NCA单体溶解于80～100mL的苯-二氧六环混合溶剂中，以ω-端氨基聚乙二醇为引发剂，室温反应60～72小时，将反应液倒入无水乙醇中沉淀，过滤，真空干燥得淡黄色半透明状固体，得PEG-PBLG(PEG即聚乙二醇，PBLG即聚γ-苄基L-谷氨酸)嵌段共聚物，苯-二氧六环混合溶剂中苯与二氧六环的体积比为4:1，BLG-NCA单体与ω-端氨基聚乙二醇的摩尔比为70～80:1，反应液与无水乙醇的体积比为1:20～30；(2)将步骤(1)所得的PEG-PBLG嵌段共聚物溶于水中，使其浓度大于1g/20ml，搅拌下加入EGF(表皮生长因子)原液至溶液中的EGF达到最大容量为止，静置4～12小时，使EGF包埋于PEG-PBLG形成的球形纳米粒中；亲水的PEG和疏水的PBLG复合形成两亲性聚合物，在水介质中自动发生定向排列，当高于一定浓度(1g/20ml)时，PBLG之间紧密聚集于内，而PEG则舒展于外，自组装形成纳米级大小的球形纳米粒。在形成纳米粒的过程中，EGF在亲水介质和P本文档来自技高网...

【技术保护点】
海藻酸钠水凝胶支架构建的组织工程皮肤，其特征在于，自上而下由表皮层和真皮层组成，所述的表皮层是位于真皮层上方的一层种子细胞，所述的真皮层包括种子细胞和海藻酸钠水凝胶支架，所述的种子细胞位于海藻酸钠水凝胶支架的表面和支架中，以形成皮肤附属器。

【技术特征摘要】
1.海藻酸钠水凝胶支架构建的组织工程皮肤，其特征在于，自上而下由表皮层和真皮层组成，所述的表皮层是位于真皮层上方的一层种子细胞，所述的真皮层包括种子细胞和海藻酸钠水凝胶支架，所述的种子细胞位于海藻酸钠水凝胶支架的表面和支架中，以形成皮肤附属器。2.根据权利要求1所述的海藻酸钠水凝胶支架构建的组织工程皮肤，其特征在于，所述种子细胞是表皮干细胞或通过人工培养得到的表皮基底层细胞悬液。3.根据权利要求1所述的海藻酸钠水凝胶支架构建的组织工程皮肤，其特征在于，所述表皮基底层细胞悬液通过以下方法制备得到：取人工皮片，将皮片放置于消化酶溶液中消化15～25分钟，再将自体皮片取出，并放入至乳酸钠林格氏液中，中和酶反应，撕下皮片的表皮，在皮片基底层上刮削基底层细胞，用乳酸钠林格氏液冲洗收集挂下的基底层细胞，制得表皮基底层细胞悬液。4.根据权利要求1～3中任一项所述的海藻酸钠水凝胶支架构建的组织工程皮肤，其特征在于，所述的海藻酸钠水凝胶支架通过以下方式制备得到：(1)将4～6g的BLG-NCA单体溶解于80～100mL的苯-二氧六环混合溶剂中，以ω-端氨基聚乙二醇为引发剂，室温反应60～72小时，将反应液倒入无水乙醇中沉淀，过滤，真空干燥得淡黄色半透明状固体，得PEG-PBLG嵌段共聚物，所述的苯-二氧六环混合溶剂中苯与二氧六环的体积比为4:1，所述的BLG-NCA单体与ω-端氨基聚乙二醇的摩尔比为70～80:1，所述的反应液与无水乙醇的体积比为1:20～30；(2)将步骤(1)所得的PEG-PBLG嵌段共聚物溶于水中，使其浓度大于1g/20ml，搅拌下加入EGF原液至溶液中的EGF达到最大容量为止，静置4～12小时，使EGF包埋于PEG-PBLG形成的球形纳米粒中；(3)...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱家源，唐冰，胡志成，
申请(专利权)人：朱家源，胡志成，
类型：发明
国别省市：广东;44