[发明专利]海藻酸钠-壳聚糖皮肤组织工程支架材料及其制备方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种皮肤组织工程支架材料及其制备方法，特别是一种海藻酸钠-壳聚糖皮肤组织工程支架材料及其制备方法。

背景技术

皮肤是人体最大的器官，是人体与外界环境相接触的屏障，具有排泄、感觉、防止水分蒸发，调节体温，免疫等重要的功能。皮肤对人体的重要性不言而喻，然而在现实生活中，常会因为烧伤、创伤、糖尿病慢性溃疡等原因造成皮肤缺损。任何直径大于4 cm的全层皮肤缺损，人体将无法通过自身来完全愈合，在这些情况下，就需要有一种合适的创面修复材料来促进伤口的愈合。组织工程皮肤在临床上已经使用了25年，为大面积皮肤损伤患者的康复带来了诸多益处，它可以从根本上解决皮肤修复的问题，故具有良好的发展前景。

目前，皮肤组织工程支架材料主要分为合成高分子材料和天然高分子材料。合成高分子材料主要是聚酯类支架材料，其中聚乳酸、聚环氧乙烷等是研究热点。虽然合成高分子材料抗张强度高、降解速率可控，但是由于合成支架材料缺乏细胞识别信号，不利于细胞黏附，使其在生物相容性方面远远不及天然高分子材料。天然高分子材料中，胶原凝胶和胶原海绵是经典的人工皮肤支架材料，但它们的缺点就是力学性能差，拉伸强度只能达到1～4 MPa。

在组织工程学中，海藻酸钠和壳聚糖常被用于制备组织工程支架材料。Lim等制备了一种壳聚糖双层皮肤再生支架，并通过扫描电子显微镜及体外培养人类成纤维细胞等对支架进行了评价。结果表明，支架的孔径为50-100μm，具有良好的细胞相容性，在进行人类成纤维细胞培养后的第14天，细胞可以渗透到支架内部，且数量开始增加。

快速成型技术简称RP技术（Rapid Prototyping Manufacturing）。RP技术采用离散/堆积成型原理，即“分层制造，逐层叠加”，类似于数学上的积分过程。形象地讲，快速成型系统就像是一台“立体打印机”。目前RP技术主用用于油溶性有机高分子快速成型。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种海藻酸钠-壳聚糖皮肤组织工程支架材料。该支架材料可生物降解，具有一定力学性能、韧性及透气性。

本发明的另一个目的在于提供该皮肤组织工程支架材料的制备方法。

一种海藻酸钠-壳聚糖皮肤组织工程支架材料，其特征在于该支架材料的结构为：海藻酸钠-壳聚糖以CaCl₂作为交联剂形成支架基体，其中海藻酸钠和壳聚糖的质量比为5:3～3:5；海藻酸钠形成的网格状结构，经CaCl₂交联，以夹层形式置于海藻酸钠-壳聚糖支架基体中；其中网格状的海藻酸钠的网格尺寸为1～2×1～2mm、厚度为0.2～0.5mm。

上述的支架材料的的总厚度约为0.5～1 mm。

一种制备上述的海藻酸钠-壳聚糖皮肤组织工程支架材料的方法，其特征在于该方法的具体步骤为：

a.将海藻酸钠和壳聚糖按5:3～3:5的质量比配制成总固含量为2～6 wt%的混合水溶液，调节混合溶液的pH值为4～5，得到支架基体溶液；

b. 配制质量百分比比浓度为2～4 wt%的海藻酸钠水溶液，通过RP技术获得网格尺寸为1～2×1～2 mm、厚度为0.2～0.5mm的密集网格，在质量百分比浓度为0.5～5%的CaCl₂水溶液中交联15～45min，得到海藻酸网格夹层；

c. 将步骤a所得支架基体溶液其覆盖在步骤b所得的海藻酸网格夹层上，在-7 ℃温度下静置12小时，再移入2 ℃温度下静置3～6小时，最后在-7 ℃温度下，静置冷冻12小时；

d.将步骤c所得的冷冻后的支架放入冻干机冻干，得到白色多孔支架；用乙醇浸泡，洗去醋酸，真空抽干乙醇；将其浸泡在质量百分比浓度为0.5～5%的CaCl₂水溶液中交联15～45min，再用去离子水洗净，即得到海藻酸钠-壳聚糖皮肤组织工程支架材料。