本发明专利技术公开了一种胶原/纳米纤维素皮肤再生材料及其制备方法与应用。本发明专利技术以具有良好生物相容性和降解性的胶原为基因载体材料，通过控制生长因子的种类和负载量，将可表达促血管化的生长因子负载在的明胶微球上；将该微球与胶原/纳米微晶纤维素组织工程皮肤支架复合，利用生长因子对创面细胞进行原位转染，实现促血管生成因子的可控持续分泌，促进皮肤再生材料的血管化，获得具有良好再生修复效果的皮肤再生材料。本发明专利技术为创伤、烧伤等深度皮肤缺损和慢性皮肤溃疡的治疗提供了性能良好的皮肤替代物，可以显著促进创面的愈合，减少瘢痕的增生，减轻病人的痛苦。本发明专利技术到制备方法简单，生产效率高，成本较低，适用于产业化生产。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于皮肤再生材料制备
，特别涉及一种胶原/纳米纤维素皮肤再生材料及其制备方法与应用。
技术介绍
皮肤是人体最大的器官，是机体与外界的天然屏障。皮肤的组成与结构具有高度的复杂性，包括多种细胞、弹性纤维、胶原纤维、蛋白多糖等生物大分子以及葡萄糖、氨基酸、无机盐和维生素等小分子。人体的皮肤由表皮、基底膜、真皮以及皮下组织四个部分构成的。临床上，外伤、溃疡、发炎、烧伤、手术及先天性畸形等皮肤缺损与异常，不仅造成患者身体的痛苦，同时也常造成心灵创伤。皮肤组织工程便是这一新兴学科中发展最早、最快的领域之一。人工皮肤作为一种皮肤创伤修复材料和损伤皮肤的替代品，在自体皮有限的情况下，可以使皮肤大面积受损和深度烧伤者，进行修复治疗并使之恢复相关的生理功能。皮肤再生材料血管化速度是影响其再生性能、决定材料移植成活率的关键。因此，如何促进皮肤再生材料的血管化速度，进而缩短创面缺血时间，提高移植存活率，是皮肤再生与修复研究中的关键问题。
技术实现思路
本专利技术的首要目的在于克服现有技术`的缺点与不足，提供一种胶原/纳米纤维素皮肤再生材料的制备方法。本专利技术的另一目的在于提供有上述制备方法得到的胶原/纳米纤维素皮肤再生材料。本专利技术的再一目的在于提供所述的胶原/纳米纤维素皮肤再生材料的应用。本专利技术的目的通过下述技术方案实现:一种胶原/纳米纤维素皮肤再生材料的制备方法，包括如下步骤:(I)将山梨糖醇酐油酸酯(斯盘-80，Span80)加入植物油中，于40 60°C边机械搅拌边加入明胶溶液，机械搅拌2 3h后，边冰浴搅拌边加入戊二醛，冰浴搅拌2 3h后加入丙酮A，静置，过滤，得到微球；将微球置于丙酮B中，室温固化12 24h后转移到氨基乙酸中，离心，取微球沉淀，分别用丙酮C和异丙酮交替洗涤3 6次后浸泡于去离子水中，-20 -60°C冷冻干燥，得到明胶微球；将明胶微球加入生长因子溶液中，混合均匀，得到负载生长因子的明胶微球溶液；每毫升植物油中含有1.00 6.25mg山梨糖醇酐油酸酯，每毫克明胶微球加入10 100 μ I生长因子溶液；植物油、明胶溶液、戊二醛、丙酮Α、丙酮B、氨基乙酸与去离子水的体积比为100 200:5 30:0.5 1:20 50:50 100:50 100:100 200 ；(2)将0.1 1.0wt%的纳米微晶纤维素溶液(CNC溶液)加入0.5 1.0wt%的胶原溶液中，纳米微晶纤维素与胶原的质量百分比为I 10%，机械搅拌2 3h，真空脱泡，得到胶原/纳米微晶纤维素混合溶液；将胶原/纳米微晶纤维素混合溶液注入模具中，于-5 _60°C冷冻干燥，得到胶原/纳米微晶纤维素三维多孔支架；将胶原/纳米微晶纤维素三维多孔支架浸泡于0.25 1.00wt%的戊二醛水溶液中，4 25°C反应6 24h后用去离子水清洗3 6次，于-5 _60°C冷冻干燥，得到胶原/纳米微晶纤维素支架；(3)将步骤(I)的负载生长因子的明胶微球按质量比0.5:100 5:100加到步骤(2)的胶原/纳米微晶纤维素支架上，室温放置2 5h，自然干燥，得到胶原/纳米纤维素皮肤再生材料；步骤(I)中:所述的搅拌的速度优选为500 1000r/min ；所述的明胶溶液优选为5 10wt%的明胶水溶液；所述的戊二醛优选为15 25wt%的戊二醛水溶液；所述的离心的条件优选为2000r/min离心10分钟；所述的生长因子溶液为20 50 μ g/mL生长因子水溶液，优选为50 μ g/mL生长因子水溶液；每毫克明胶微球优选加入100 μ I生长因子溶液；所述的生长因子优选为表达血管内皮 细胞生长因子(VEGF)、酸性成纤维细胞生长因子(aFGF)或碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)；步骤(2)中:所述的0.5 lwt%的胶原溶液优选采用以下方法进行配制:将胶原加入0.5 lwt%的乙酸溶液中，搅拌均勻，配制成0.5 lwt%的胶原溶液；所述的0.1 lwt%的纳米微晶纤维素(cellulose nanocrystals, CNC)溶液优选采用以下方法进行配制:将纳米微晶纤维素加入0.5 lwt%的乙酸溶液中，搅拌均匀，配制成0.1 lwt%的纳米微晶纤维素溶液；所述的0.5 lwt%的乙酸溶液优选为0.5 lwt%的乙酸水溶液；所述的搅拌的速度优选为500 1000r/min ；所述的模具优选为聚四氟乙烯模具；所述的步骤(3)中，优选将步骤(I)的负载生长因子的明胶微球按质量比0.5:100加到步骤(2)的胶原/纳米微晶纤维素支架上；一种胶原/纳米纤维素皮肤再生材料，由上述制备方法得到；所述的胶原/纳米纤维素皮肤再生材料可应用于创伤、烧伤等深度皮肤缺损和慢性皮肤溃瘍的治疗；本专利技术的专利技术机理:本专利技术采用再生医学的方法和技术，选择具有良好生物相容性和生物降解性能的胶原为基因载体材料，添加纳米微晶纤维素具有增强机械性能、溶胀性能及耐降解作用；通过改变相关反应条件，得到具有特定微结构的多孔支架。通过控制生长因子的种类和负载量，将可表达促血管化的生长因子负载在的明胶微球上；进一步将该微球与胶原/纳米微晶纤维素组织工程皮肤支架复合，利用生长因子对创面细胞进行原位转染，实现促血管生成因子的可控持续分泌，促进皮肤再生材料的血管化，最终获得具有良好再生修复效果的皮肤再生材料。实验表明该支架能够有效的促进细胞的迁移、增殖和分化，促进细胞浸入，具有良好的生物相容性。大鼠皮下埋植实验发现该材料能够快速血管化，超薄皮片移植后能较好成活；14天即能充分血管化，超薄皮片移植后能较好成活。另夕卜，外源性的胶原/纳米微晶纤维素支架会随着时间的推移而逐渐降解，被机体吸收，最终得到的是与人体自身完全相似的组织。本专利技术相对于现有技术具有如下的优点及效果:(I)本专利技术为创伤、烧伤等深度皮肤缺损和慢性皮肤溃疡的治疗提供了一种性能良好的皮肤替代物，可以显著促进创面的愈合，减少瘢痕的增生，进而减轻病人的痛苦。可以广泛应用于创伤、烧伤和外科整形等方面。本专利技术制备方法简单，材料来源广泛，生产效率高，适用于产业化生产。与国外同类产品相比，本专利技术产品的成本较低。(2)本专利技术采用纳米微晶纤维素与胶原基真皮活性支架复合，并利用戊二醛辅助交联，提高胶原基支架的生物稳定性。其中胶原/纳米微晶纤维素多孔支架可以有效诱导缺损组织处细胞的迁移、增殖和分化，原位诱导缺损真皮组织的再生；该支架同时充当临时表皮层的作用，有效控制了创面水分的挥发及组织细菌的侵入等，从而构建具有生物活性和抗菌功能的组织工程化复合支架。同时，胶原与纳米微晶纤维素都是具有良好生物相容性、低免疫原性和可降解性的高分子材料。附图说明图1是对比实施例的纳米微晶纤维素的原子力显微镜图。图2是实施例1的明胶微球的扫描电镜图。图3是对比实施例的胶原/纳米微晶纤维素三维复合支架宏观形貌图。图4是实施例2的纯胶原支架表面形貌和5wt%CNC复合支架表面形貌的扫描电镜图；其中:a为纯胶原支架表面形貌的扫描电镜图，b`为5wt%CNC复合支架表面形貌的扫描电镜图。图5是实施例2的负载VEGF明胶微球的胶原/纳米微晶纤维素复合支架和负载bFGF明胶微球的胶原/纳米微晶纤维素复合支架的扫描电镜图；其中:a为负载VEGF明胶微球的胶原/纳米微晶纤维素复本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种胶原/纳米纤维素皮肤再生材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：（1）将山梨糖醇酐油酸酯加入植物油中，于40～60℃边机械搅拌边加入明胶溶液，机械搅拌2～3h后，边冰浴搅拌边加入戊二醛，冰浴搅拌2～3h后加入丙酮A，静置，过滤，得到微球；将微球置于丙酮B中，室温固化12～24h后转移到氨基乙酸中，离心，取微球沉淀，分别用丙酮C和异丙酮交替洗涤3～6次后浸泡于去离子水中，?20～?60℃冷冻干燥，得到明胶微球；将明胶微球加入生长因子溶液中，混合均匀，得到负载生长因子的明胶微球溶液；每毫升植物油中含有1.00～6.25mg山梨糖醇酐油酸酯，每毫克明胶微球加入10～100μl生长因子溶液；植物油、明胶溶液、戊二醛、丙酮A、丙酮B、氨基乙酸与去离子水的体积比为100～200：5～30：0.5～1：20～50：50～100：50～100：100～200；（2）将0.1～1.0wt%的纳米微晶纤维素溶液加入0.5～1.0wt%的胶原溶液中，纳米微晶纤维素与胶原的质量百分比为1～10%，机械搅拌2～3h，真空脱泡，得到胶原/纳米微晶纤维素混合溶液；将胶原/纳米微晶纤维素混合溶液注入模具中，于?5～?60℃冷冻干燥，得到胶原/纳米微晶纤维素三维多孔支架；将胶原/纳米微晶纤维素三维多孔支架浸泡于0.25～1.00wt%的戊二醛水溶液中，4～25℃反应6～24h后用去离子水清洗3～6次，于?5～?60℃冷冻干燥，得到胶原/纳米微晶纤维素支架；（3）将步骤（1）的负载生长因子的明胶微球按质量比0.5:100～5:100加到步骤（2）的胶原/纳米微晶纤维素支架上，室温放置2～5h，自然干燥，得到胶原/纳米纤维素皮肤再生材料。...
【技术特征摘要】
1.一种胶原/纳米纤维素皮肤再生材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤: (1)将山梨糖醇酐油酸酯加入植物油中，于40 60°C边机械搅拌边加入明胶溶液，机械搅拌2 3h后，边冰浴搅拌边加入戊二醛，冰浴搅拌2 3h后加入丙酮A，静置，过滤，得到微球；将微球置于丙酮B中，室温固化12 24h后转移到氨基乙酸中，离心，取微球沉淀，分别用丙酮C和异丙酮交替洗漆3 6次后浸泡于去离子水中,-20 _60°C冷冻干燥，得到明胶微球；将明胶微球加入生长因子溶液中，混合均匀，得到负载生长因子的明胶微球溶液；每毫升植物油中含有1.00 6.25mg山梨糖醇酐油酸酯，每毫克明胶微球加入10 100 μ I生长因子溶液；植物油、明胶溶液、戊二醛、丙酮A、丙酮B、氨基乙酸与去离子水的体积比为 100 200:5 30:0.5 I:20 50:50 100:50 100:100 200 ； (2)将0.1 1.0wt%的纳 米微晶纤维素溶液加入0.5 1.0wt%的胶原溶液中，纳米微晶纤维素与胶原的质量百分比为I 10%，机械搅拌2 3h，真空脱泡，得到胶原/纳米微晶纤维素混合溶液；将胶原/纳米微晶纤维素混合溶液注入模具中，于-5 _60°C冷冻干燥，得到胶原/纳米微晶纤维素三维多孔支架；将胶原/纳米微晶纤维素三维多孔支架浸泡于0.25 1.00wt%的戊二醛水溶液中，4 25°C反应6 24h后用去离子水清洗3 6次，于-5 -60°C冷冻干燥，得到胶原/纳米微晶纤维素支架； (3)将步骤(I)的负载生长因子的明胶微球按质量比0.5:100 5:100加到步骤(2)的胶原/纳米微晶纤维素支架上，室温放置2 5h，自然干燥，得到胶原/纳米纤维素皮肤再生材料。2.根据权利要求1所述的胶原/纳米纤维素皮肤再生材料...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭瑞，张渊明，李卫昌，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：
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