[发明专利]多孔性人造皮肤及制造设备

说明书

一种多孔性人造皮肤及制造设备，该人造皮肤是利用生物能降解的PLLA（聚左旋乳酸）原料及胶原蛋白原料，经静电纺丝、风干、滚压等装置制成的多孔性人造皮肤，其孔隙由一表侧至另一表侧逐渐缩小，具有表面孔隙小于2μm的外层及孔隙普遍介于10‑125μm的内层；藉由PLLA（聚左旋乳酸）能取代交链剂作为胶原蛋白支架，完全地被人体吸收同化，留存的胶原蛋白骨架可吸引血管内皮细胞及纤维母细胞进入，使表皮组织逐步达到真皮化与上皮化，可缩短伤口愈合时间，其表面具阻止细菌入侵、防止组织及器官水分蒸发等效果。

技术领域

本发明有关于人造皮肤，特别是指一种无交链剂、无毒性、且能在重建后直接同化吸收的多孔性人造皮肤，同时涉及制造该人造皮肤的设备。

背景技术

近十年来，对于烧伤治疗有很大的进展，主要是于临床运用了能同化于人体的材料与方法，其是在皮肤缺损部分清创后，覆盖自体的薄皮肤或透过细胞培养的方法扩大皮肤的面积，来增加大面积烧伤（指占体表面积百分之六十以上）病患的存活率。

正常的皮肤可以分为表皮及真皮，其除了是人体最大的免疫器官外，更具有保护身体、防止细菌侵入、调节体温及防止体内主要体液流失等功用。皮肤的再生能力，主要是依靠表皮上的基底层细胞，以及在较深层的附属器官，诸如皮脂腺、汗腺及毛囊的细胞再生来修补受伤的皮肤；对于急性烧伤的病患，最主要的两大问题：一是水分的流失，当然包括体内的电解质及蛋白质；二是因缺乏了皮肤的屏障，伤口容易招致外来的细菌侵入，因而造成败血症。这两大迫在眉睫的问题，可藉由人造皮肤或重建手术来解决。

对于人造皮肤的历史，最早必须溯及1980年由波士顿(麻萨诸州)的哈佛大学二位教授Yannas及Burke发展出二层结构的皮肤结构，其上层是由硅胶层所组成，类似人体的上皮，而下层则是由多孔状的类真皮结构，其主要成分为小牛的胶原蛋白及鲨鱼的软骨素二者交联形成。而此种人工皮肤现已由Marion Merell Dow公司生产，正式商品名为Integra，在1996年经美国药物食品管理局(FDA)正式核准并可运用于大面积烧伤的伤口在切除后之手术覆盖。因其本身为小牛胶原蛋白及鲨鱼软骨二者交联沉淀而成，其重要的设计在于下层的类真皮部分，有小洞形成，其大小在20-125mm，相当适合患者本身的血管内皮细胞及纤维母细胞进入，进而提供良好的血管供应及最后形成患者本身的新真皮，取代了原有的人工真皮。至此，其上皮，就是硅胶层，可以很轻易地撕去，留下新上皮，再用取皮机在病患身上取下相当薄的皮肤(0.002-0.004英吋)来作为新上皮的覆盖：在取皮区，可以在4至6天即可愈合，比起一般0.013英吋的取皮区可以快上一倍，并且留下瘢痕的比例降低。最大的临床试验是由Heimbach教授所主导的，在106位病患总计194个部位上，以人工真皮的方式治疗急性烧伤并且获得很好的愈后。不管在病患的存活率，或是烧伤后瘢痕挛缩方面，皆可获得令人满意的结果。

目前市面上的人造皮肤，其结构及成分如上所述，包括胶原蛋白、硅胶、糖胺聚糖、弹性蛋白等成分，而为了弥补组织强度上的不足，应用了具毒性的交链剂（如戊二醛Glutaraldehyde等）来提高人造皮肤的硬度，或用加热方式虽可交链，但将使胶原蛋白失去三次元结构，也相对失去诱导组织生长的蛋白质结构。现阶段的重建技术，是利用材料本身，与伤口作用，部分产生肉芽组织，来增加彼此间的交联，但却无法被正常皮肤取代，因此必须加以手术移去，再使用本身的皮肤植皮，以达到伤口愈合的目的；对此，不可避免地会对伤口造成二次伤害，因此，开发对人体无害或是能直接同化吸收的人造皮肤是本领域有待提升的课题。

再者，因人造真皮于现阶段是人类生化科技的一大进步，在材料与设备上亦有极高的要求，生产成本极为不菲，一片10×25 平方公分的人工真皮，价格接近五万元，并非是一般民众所能承担的范围；因此，如何降低成本提高产量来增加普及率，亦是技术上需克服的问题。

发明内容