[發明專利]一種生物3D打印皮膚修復支架

有效

• 申請號: 202011050317.8
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112206358B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 牛長梅;趙偉新;楊熙;施畢旻;邵新宇;孫炳偉;郭在文;季冬東;周晨
• 申請（專利權）人: 蘇州諾普再生醫學有限公司
• 主分類號: A61L27/60
• 分類號: A61L27/60;A61L27/20;A61L27/22;A61L27/24;A61L27/52;A61L27/54;B33Y70/10;B33Y80/00
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 何明倫

本發明涉及一種生物3D打印皮膚修復支架，包括呈水凝膠形式的依次疊加的表皮層、真皮層、皮下組織層；所述水凝膠組成包括海藻酸鈉、明膠、膠原蛋白、透明質酸、彈性蛋白、層粘連蛋白、甘油等。皮膚修復支架還包括用于鎖水、屏障的致密層。所述皮膚修復支架根據設定好的3D打印皮膚修復支架結構進行生物3D打印，所述設計的皮膚修復支架結構為：2?6層表皮層，6?20層真皮層，6?20層皮下組織層；所述3D打印層的相鄰層的纖維方向呈正交打印，間隔層的纖維方向呈錯位打印。本發明的皮膚修復支架通過各層不同的水凝膠組成配比，良好地模擬了皮膚結構，有效地促進了皮膚的修復。

技術領域

本發明涉及皮膚修復支架領域，具體而言，涉及一種生物3D打印皮膚修復支架。

背景技術

皮膚包在身體表面，直接同外界環境接觸，具有保護、排泄、調節體溫和感受外界刺激等作用，是人體最大的器官。皮膚與外部環境直接接觸，因此極易受到傷害，如燒傷和皮膚潰瘍，皮膚嚴重損傷時，就需要有一種合適的創面修復材料來促進傷口的愈合。

創面修復材料包括醫用敷料，例如紗布、纖維類敷料、水膠體類敷料、藻酸鹽敷料等，能夠抵御外界刺激和感染，防止干燥和體液丟失，促進傷口愈合。另外，皮膚修復支架作為創面修復材料也具有良好的發展前景，并具有如下優點：允許細胞在其表面粘附，促進細胞增殖；具備可降解性和良好的生物相容性；具有的三維結構為細胞提供結構支撐作用，引導組織再生，具有一定的機械強度。如專利CN107519535A公開了一種海藻酸鈉/絲素雙層皮膚組織工程支架，包括與空氣接觸由海藻酸鈉薄膜組成的上層，以及與機體創面接觸由絲素/海藻酸鈉共混多孔支架材料組成的下層，所述上層與下層經冷凍干燥處理在兩層之間形成牢固的結合點進行復合。該材料采用天然再生的絲素和海藻酸鈉作為基材，可生物降解且具有良好的生物相容性，其仿真皮層可誘導細胞長入和增殖，適用于深度皮膚缺損的修復，具有良好的臨床應用前景。

由于皮膚具有多層結構，將皮膚修復支架制備成多層結構，更加有利于細胞的增殖、分化，以及皮膚修復后期血管、毛孔的形成。生物打印是一種基于3D打印技術的先進制造工藝，將生物材料、活細胞和生長因子根據計算機輔助設計，通過層-層打印構建組織，具有高靈活性和可重復性，適合用于制備多層結構的皮膚修復支架。如專利CN110302432A公開了一種具有梯度孔結構的全層皮膚組織工程支架的制備方法：采用溶膠-凝膠技術探索制備了有機-無機雜化材料，依照皮膚組織的結構和成分特征，選用CS-Si-Gel組分作為真皮層，CS-Si組分作為表皮層，采用多噴頭打印系統成功構建出具有梯度孔結構的全層皮膚組織工程支架。所選材料具備優異的生物相容性、抗菌性等，所制備支架具有結構仿生的優勢。此外，采用三維掃描建模技術進行分層打印，逐層堆疊，可實現個性化定制，從而提高了全層皮膚缺損修復的成功率。專利CN109481732A公開了一種基于PEG化殼聚糖明膠體系的3D細胞打印材料，包括質量比為1～80:10～60的PEG化殼聚糖和明膠；采用正負電荷相互作用的交聯方法形成水凝膠網絡，對細胞無毒性，最大限度地避免了交聯過程對細胞活性的損害，具有良好的生物相容性、可降解性、成膠性和可打性，通過3D細胞打印得到的細胞支架性能穩定，可用于皮膚、韌帶等軟組織的構建及修復等臨床工作。

上述現有技術公開的皮膚修復支架包括表皮層、真皮層等，具有多層結構，能夠促進皮膚修復。但真實皮膚的表皮層、真皮層和皮下組織層的成分復雜，而上述現有技術中皮膚修復支架各層的組分過于單一，無論是物理性能還是生物活性都相差較大。此外，人工皮膚理想的性能還應該包括及時將傷口滲出液導出、在降解過程中形成通路、降解過程中的穩定性、促進細胞的生長等。

有鑒于此，特提出本發明，提供一種生物3D打印皮膚修復支架，具有優異的綜合性能，能夠克服上述缺點，促進皮膚修復。

發明內容

本發明的第一目的在于提供一種生物3D打印皮膚修復支架，所述的生物3D打印皮膚修復支架的各層包括不同組分的配合，能夠更好地模擬皮膚的復雜結構，技術方案如下：

一種生物3D打印皮膚修復支架，包括呈水凝膠形式的依次疊加的表皮層、真皮層和皮下組織層；