一种利用乳化技术构建不同孔洞结构的三维皮肤支架材料制造技术

本实用新型专利技术公开了一种具有三维孔结构的皮肤仿真支架材料，三维孔洞结构利用水凝胶水溶液，构建水包油的乳化稳定体系，通过交联反应凝胶固化后，利用乙醇浸泡的方式除去固化后的油相，从而形成三维孔洞的结构，孔径及孔隙的要求可以根据乳化的条件进行控制。随后复合人体细胞合成分泌的细胞外基质和细胞生长因子，从而达到促进细胞生长和粘附的功效的三维皮肤支架材料。

Construction of three dimensional scaffold with different pore structure by emulsification technique

The utility model discloses a three-dimensional pore structure simulation skin scaffold, three-dimensional pore structure using hydrogel glue solution and emulsion stability of oil in water system, through the cross-linking reaction gel after curing, by soaking in ethanol to remove the cured oil phase, thus forming a three-dimensional pore structure, pore size and pore requirements can be controlled according to the condition of emulsification. Subsequently, composite human cells synthesize and secrete extracellular matrix and cell growth factors, thereby achieving three-dimensional skin support materials that promote cell growth and adhesion.

【技术实现步骤摘要】
一种利用乳化技术构建不同孔洞结构的三维皮肤支架材料
本技术涉及一种利用乳化技术构建不同孔洞结构的三维皮肤支架材料。
技术介绍
在生物医学研究领域，针对皮肤洗护、接触物、护肤品、药品等安全评价或功效验证一直采用动物实验为主，由于种间差异，无法精确复制人类皮肤表现出的复杂生物学和生理学特征，使得实验结果存在偏差和片面性，随着欧盟动物保护福利和3R原则的推行，体外替代方法三维皮肤的构建已经作为现代毒理学研究系统的主要模式和生物医学发展的方向之一。完整的皮肤就有表皮和真皮结构，而真、表皮细胞生长所需要的孔径大小不同。研究表明，20μm更适合表皮细胞的生长，80μm更适合真皮成纤维细胞的生长。三维皮肤的支架孔径的调节和控制对于组织构建的具有重要影响。现有的三维皮肤培养支架种类很多，存在的问题就是孔径单一，不适合全层皮肤的培养，研究表明，具有皮肤仿生结构的适宜孔径支架利于皮肤的再生，已有的研究报道多为采用旋转、梯度降温结合冷冻干燥技术的方式制备多层复合的材料，多比较费时费力，孔径范围跨度比较大，孔径范围的控制存在困难。随着乳化稳定技术的研究，通过控制乳化过程中均质的压力和循环次数、剂油比、油的种类以及助表面活性剂的类型，得到粒径能够达到纳米的水平，针对皮肤细胞20-80μm的范围，通过结合粒度分析仪，调节参数可以达到这一要求。三维皮肤的支架，来源通常包括天然材料、合成材料，异种脱细胞基质。异种脱细胞基质普遍存在免疫原性较强、渗透性差和生物活性低等缺点。天然材料在组织相容性、理化性能等方面显著优于人工合成材料，并可诱导调节细胞的生长和分化，被广泛用作组织工程支架材料。胶原、透明质酸和壳聚糖等天然材料存在易于降解的缺点，通过交联反应后，可以降低易于降解的问题，但交联剂的使用通常存在细胞毒性，通过复合有人体细胞合成分泌的细胞外基质，可以解决这一问题。细胞在培养过程中，向基质中分泌胶原、蛋白多糖、氨基聚糖外，还含有多种活性蛋白和生长因子，这些活性因子可能在促进细胞生长和分化方面起重要作用。
技术实现思路
本技术目的在于提供一种乳化技术构建不同孔洞结构的三维皮肤支架材料，该材料，其制作工艺简单、易控、孔洞分布适宜、生物相容性高。本技术的目的是这样实现的：一种乳化技术构建不同孔洞结构的三维皮肤支架材料，从上到下由表皮层和真皮层复合形成的。本技术三维皮肤支架材料孔径大小，是通过水包油乳化稳定体系，根据乳化条件的控制液滴的直径，表皮液滴直径的范围为：10μm-50μm；真皮液滴的直径范围为：40μm-150μm，从而达到皮肤真皮和表皮细胞种类不同，孔径需求不同的要求。本技术三维皮肤支架材料孔径分布，是通过凝胶的浓度及水包油乳化稳定体系中，根据乳化条件的控制油相的比例，控制液滴的密度，从而达到不同细胞密度孔隙的要求。本技术三维皮肤支架材料生物相容性，通过复合复合人体细胞合成分泌的细胞外基质和细胞生长因子，从而达到促进细胞生长和粘附的功效。本技术三维皮肤支架材料制备工艺简单成熟，通过水凝胶的水包油的乳化技术，制作乳化体系，交联剂的作用下固化，通过乙醇浸泡洗涤除去油相，冷冻干燥后复合人体细胞外基质。本技术三维皮肤支架材料中用到的原料，油的选择为硅油、植物油、合成油中的一种或多种；水凝胶的选择为胶原蛋白、海藻酸钠、壳聚糖、透明质酸中的一种或多种；交联剂的选择为氯化钙、氯化锌、氯化铜、硫酸锌、硫酸铜、氯化铁、硫酸铁、氯化铝，硫酸铝中的一种或多种。本技术有如下增益效果：一种乳化技术构建不同孔洞结构的三维皮肤支架材料，可以根据皮肤细胞的要求控制孔径的大小及孔隙的密度，通过复合细胞外基质，具有较高的生物相容性，制作工艺简单所应用的油包水乳化技术成熟。因此，具有很好的推广价值。附图说明图1为本技术一种乳化技术构建不同孔洞结构的三维皮肤支架材料的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步详细的说明。图1示意性的显示了本技术一种实施方式的通过乳化稳定技术构建不同孔洞结构的三维皮肤支架材料的结构。如图1所示，自上而下由表皮层1和真皮层2组成。一种实施方式，选用海藻酸钠,1.5g加入100ml蒸馏水中，搅拌得到凝胶水溶液。加入一定量的豆油，进行均质，并添加是适量的表面活性剂，控制压强和均质速度，通过利用显微镜观察确认乳液的粒径的范围及分布。凝胶乳化体系固化，置于5%的氯化钙溶液中，交联反应30min。交联反应之后取出，用蒸馏水进行洗涤，随后置于无水乙醇中浸泡，除去油相。冷冻干燥后再用细胞基质进行复合，选用的是对数期收集的成纤维细胞培养基，孵育8-24h，再经真空干燥至绝干，既得成品。孔径的测量，沿纵向剖切，置于电镜下，分别选择放大倍数30倍、50倍进行观测，经检验产品的孔隙率为85%，表皮孔径范围为10μm-50μm。真皮层孔径的范围为40μm-150μm。本文档来自技高网...

【技术保护点】
通过乳化稳定技术构建三维孔洞结构的三维皮肤支架材料，其特征在于，制作工艺简单、易控、孔洞分布适宜、生物相容性高；利用水包油乳化稳定体系，根据乳化条件的控制液滴的直径及密度，从而达到皮肤真皮和表皮不同细胞孔径的要求；经过交联反应将凝胶固化，乙醇浸泡的方式除去油相，冷冻干燥后并通过人体细胞合成分泌的细胞外基质浸泡孵育支架材料，因此具有很高的生物相容性。

【技术特征摘要】
1.通过乳化稳定技术构建三维孔洞结构的三维皮肤支架材料，其特征在于，制作工艺简单、易控、孔洞分布适宜、生物相容性高；利用水包油乳化稳定体系，根据乳化条件的控制液滴的直径及密度，从而达到皮肤真皮和表皮不同细胞孔径的要求；经过交联反应将凝胶固化，乙醇浸泡的方式除去油相，冷冻干燥后并通过人体细胞合成分泌的细胞外基质浸泡孵育支架材料，因此具有很高的生物相容性。2.根据权利要求1所述的三维皮肤支架材料，其特征在于水凝胶的选择为以下任意的一种或多种：胶原蛋白、海藻酸钠、壳聚糖、透明质酸。3.根据权利要求1所述的三维皮肤支架材料，其特征在于油的选择包含以下一种或多种，硅油、植物油、合成油。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：林丽，韩萍，郑希，杜志云，范瑜敏，符淑钗，黄博鑫，谢玲娜，
申请(专利权)人：佛山市康伲爱伦生物技术有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44