一種具有三維梯度孔結(jié)構(gòu)的皮膚支架材料的制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種具有三維梯度孔結(jié)構(gòu)的皮膚支架材料的制備方法，其以相對(duì)分子質(zhì)量在1萬(wàn)以上的明膠和相對(duì)分子質(zhì)量在10萬(wàn)以上，脫乙酰度≥80％的殼聚糖為主要基材，以京尼平為交聯(lián)劑，在專(zhuān)用成型模具中，通過(guò)形成垂直方向的溫度梯度冷凍成型，即得內(nèi)部成蜂窩狀多孔結(jié)構(gòu)；且從下表面至上表面，各孔孔徑分別從大到小成梯度漸變，其中，上表面的孔徑為5?70μm，下表面的孔徑為50?200μm，每相鄰兩孔彼此貫通的、具有皮膚仿生結(jié)構(gòu)的多孔材料。本發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單、易控，制造成本低，所制得的產(chǎn)品質(zhì)量好、品質(zhì)穩(wěn)定，具有皮膚仿真結(jié)構(gòu)、具有良好的吸水性、生物可降解性、生物相容性以及抗菌、抗病毒和抗凝血功能性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種具有三維梯度孔結(jié)構(gòu)的皮膚支架材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種醫(yī)用多孔材料的制備方法，尤其涉及一種具有三維梯度孔結(jié)構(gòu)的皮膚支架材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]生物移植材料是生物醫(yī)用材料的一種，通常是指由手術(shù)植入到人體內(nèi)，用于組織器官的替換、修復(fù)、重建，并和人體組織、器官和血液保持長(zhǎng)期接觸的材料。生物醫(yī)用植入材料按其在活性組織中的行為，可分為生物穩(wěn)定的、生物可降解吸收的和生物可部分降解吸收的。其中生物可降解吸收的移植材料由于其既能為機(jī)體提供暫時(shí)的支架或屏障，又能在作用完成后，通過(guò)降解成為人體可吸收的物質(zhì)而去除，避免體內(nèi)因長(zhǎng)期存在外來(lái)異物而產(chǎn)生的排異反應(yīng)、非感染性炎癥及其它一些不良影響，同時(shí)也避免了二次手術(shù)，故對(duì)于組織和器官的修復(fù)和重建有重要意義。
[0003]可降解吸收移植材料由于其使用環(huán)境的特殊性，臨床上對(duì)其有著很?chē)?yán)格的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。除應(yīng)滿(mǎn)足基本的醫(yī)療功能外，可降解吸收移植材料還應(yīng)具備優(yōu)良的生物相容性、可降解性、降解產(chǎn)物的安全性和可吸收性等。明膠和殼聚糖是美國(guó)食品藥品管理局(FDA)批準(zhǔn)用于組織工程等醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的天然生物材料。明膠是膠原水解而成的水溶性蛋白質(zhì)混合物，明膠保持了膠原的三螺旋結(jié)構(gòu)，含有類(lèi)似精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(RGD)序列，具有優(yōu)良的親水性和生物相容性，能夠促進(jìn)細(xì)胞的粘附與生長(zhǎng)，可吸收相當(dāng)于重量5-10倍的水；同時(shí)，明膠去除了膠原的免疫原性，減少了可能存在的病原體感染。作為優(yōu)良的天然生物材料，明膠已經(jīng)廣泛應(yīng)用于組織工程領(lǐng)域。殼聚糖(chitosan，CS)，由甲殼素經(jīng)N-脫乙酰化處理后得到，是迄今為止發(fā)現(xiàn)的惟一一種天然堿性多糖，不僅生物相容性良好，可生物降解，降解產(chǎn)物安全無(wú)毒，具有廣泛的抗菌、止血、止痛作用，而且還具有促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)的獨(dú)特的生物活性。同時(shí)殼聚糖材料對(duì)溫度相對(duì)穩(wěn)定，不會(huì)因長(zhǎng)期處于體內(nèi)較溫和的環(huán)境下而發(fā)生變形、縮水現(xiàn)象，從而在組織工程中的應(yīng)用顯示出巨大的優(yōu)勢(shì)。
[0004]京尼平來(lái)源于梔子苷，是一種天然的交聯(lián)劑，毒性遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于合成類(lèi)交聯(lián)劑，如戊二醛、甲醛、EDC/NHS以及二異氰酸鹽等。作為水溶性的雙功能交聯(lián)劑，京尼平可以和明膠、殼聚糖反應(yīng)，制備得到力學(xué)性能優(yōu)良的可降解吸收移植材料，在組織工程中應(yīng)用廣泛。另外，京尼平還可以通過(guò)交聯(lián)反應(yīng)，固定生長(zhǎng)因子于支架內(nèi)部，應(yīng)用于組織再生修復(fù)。
[0005]組織工程皮膚支架能夠?yàn)槠つw細(xì)胞的體外培養(yǎng)提供合適環(huán)境，以解決糖尿病足潰瘍、燒傷等問(wèn)題造成的皮膚缺損問(wèn)題。臨床常用或研究的皮膚組織工程支架多以均一孔徑的支架為主，雖然材料制備簡(jiǎn)單，但是由于孔徑單一，不適合全層皮膚的培養(yǎng)，使用于臨床時(shí)容易造成瘢痕。有研究表明，具有皮膚仿生結(jié)構(gòu)的梯度漸變組織工程支架更利于皮膚的再生，針對(duì)皮膚仿生結(jié)構(gòu)的皮膚組織工程支架，研究報(bào)道多為采用雙層或多層復(fù)合的方法或其他方法制備，該方法較為耗時(shí)如Harley及Oh等人研究使用旋轉(zhuǎn)/離心技術(shù)結(jié)合冷凍干燥技術(shù)構(gòu)建徑向具有梯度孔結(jié)構(gòu)的多孔支架，支架的孔徑大小可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)速度來(lái)調(diào)節(jié)，但此技術(shù)一般只適用于制備血管用管狀支架材料，對(duì)于構(gòu)建其他支架材料不適用(Harley，B.A.,Hastings,A.Z.,Yannasj 1.V.&Sannino,A.Fabrieating tubular scaffolds with aradial pore size gradient by a spinning technique.B1materials 27,866-874,do1:10.1016/j.b1materials.2005.07.012(2006);0h，S.H.,Park,1.K.，Kim，J.M.&Lee，J.H.1n vitro and in vivo characteristics of PCL scaffolds with pore sizegradient fabricated by a centrifugat1n method.B1materials28，1664—1671，do1:10.1016/j.b1materials.2006.11.024(2007) )，Wu、Zhang 和 Mao 等人使用不同致孔劑結(jié)合冷凍干燥技術(shù)形成梯度孔或雙層支架結(jié)構(gòu)，通過(guò)調(diào)節(jié)致孔劑大小來(lái)控制孔徑分布，但是致孔劑較難完全去除干凈，殘留致孔劑對(duì)材料后期使用不利(Wu，H.et al.Fabricat1n ofchitosan-g-polycaprolactone copolymer scaffolds with gradient porousmicrostructures.Materials Letters62，2733-2736，do1:1 0.10 16/j.matlet.2008.01.029(2008);Zhang，Q.，Lu，H.,Kawazoe,N.&Chen,G.Preparat1n ofcollagen porous scaffolds with a gradient pore size structure using iceparticulates.Materials Letters107，280-283，do1:10.1016/j.matlet.2013.05.070(2013)；Mao,J.S.，Zhao ,L.G., Yin ,Y.J.&Yao,K.D.Structure and properties ofbilayer chitosan-gelatin scaffolds.B1materials 24,1067-1074,do1:Pii S0142-9612(02)00442-8)，Mao等人將試樣置于單向?qū)岬沫h(huán)境中，制備了雙層支架材料，由于預(yù)凍溫度單一，形成的支架孔徑不可調(diào)控，且未形成梯度孔結(jié)構(gòu)，Tanya J.Levingstone等使用層層自組裝的方法構(gòu)建三層梯度仿生軟骨支架，每層支架均通過(guò)冷凍干燥制備，制備一次軟骨支架需要三次冷凍干燥過(guò)程，費(fèi)時(shí)費(fèi)力(Levingstone，T.J.,Matsiko ,A.,Dickson,G.R.，O’Brien，F(xiàn).J.&Gleeson，J.P.A b1mimetic mult1-layered collagen-basedscaffold for osteochondral repair.Acta B1materialia 10，1996—2004，do1:10.1016/j.actb1.2014.01.005(2014))。
[0006]完整皮膚具有表皮和真皮結(jié)構(gòu)，而真、表皮細(xì)胞生長(zhǎng)所需要的孔徑大小不同。有研究表明，20μπι更適合表皮細(xì)胞的生長(zhǎng)，80μπι更適合真皮成纖細(xì)胞的生長(zhǎng)。并且，表皮細(xì)胞和真皮成纖細(xì)胞聯(lián)合培養(yǎng)時(shí)細(xì)胞間的相互作用可更快促進(jìn)傷口愈合，促進(jìn)新皮的再生，并能避免瘢痕的形成。具有梯度孔結(jié)構(gòu)的皮膚工程支架可同時(shí)容納表皮細(xì)胞和真皮成纖細(xì)胞，比單層皮膚組織工程支架更具優(yōu)越性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是，提供一種上述的具有三維梯度孔結(jié)構(gòu)的皮膚支架材料的制備方法，其工藝簡(jiǎn)單、易控、制造成本低，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。
[0008]本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是，一種具有三維梯度孔結(jié)構(gòu)的皮膚支架材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0009]第一步，原料制備
[0010]按溶質(zhì)與溶劑的質(zhì)量比為1-10:100，將明膠置于去離子水、蒸餾水、生理鹽水、注射用水或林格氏液中，加熱攪拌至完全溶解，得到明膠溶液；
[0011]按溶質(zhì)與溶劑的質(zhì)量比為1-10:100，將殼聚糖加入到濃度為I%-10%的鹽酸、醋酸、乳酸、苯甲酸或甲酸溶液中，攪拌至完全溶解，得到殼聚糖溶液；
[0012]按殼聚糖與明膠的質(zhì)量比為0.5-1:1，向上述殼聚糖溶液中加入明膠溶液，混合均勻后，滴加京尼平溶液，使京尼平在混合體系中的濃度保持在0.15-0.5mmol/L，并采用磷酸氫二鈉調(diào)節(jié)其pH值至中性；
[0013]上述明膠的相對(duì)分子質(zhì)量多I萬(wàn)；殼聚糖的相對(duì)分子質(zhì)量多10萬(wàn)，脫乙酰度多80% ；
[0014]第二步，在專(zhuān)用模具內(nèi)冷凍成型
[0015]將京尼平-明膠-殼聚糖溶液傾倒入專(zhuān)用模具中，控制液深為0.5-5mm，在溫度20-50°C的環(huán)境中，靜置12-24h，以使其充分交聯(lián);然后，置于真空脫泡機(jī)內(nèi)在真空度100Pa下脫泡 0.5-lh;
[0016]上述專(zhuān)用模具為一帶上蓋的平底容器，其周邊壁面材質(zhì)為絕熱材料，底板材質(zhì)為銀或銅；
[0017]在專(zhuān)用模具內(nèi)部底面上，均勻設(shè)置有若干數(shù)量、豎直朝上的導(dǎo)熱針;導(dǎo)熱針的長(zhǎng)度多5_，導(dǎo)熱針布置的疏密程度與仿生皮膚內(nèi)毛孔分布的疏密程度一致；
[0018]上述平板式換熱器的冷卻媒質(zhì)為液氮；
[0019]然后，扣緊上蓋并將專(zhuān)用模具置于平板式換熱器換熱表面上冷凍，直至凍結(jié)成型，得到固態(tài)多孔結(jié)構(gòu)形式的京尼平-明膠-殼聚糖；
[0020]上述冷凍過(guò)程是按如下方法控制的:平板式換熱器換熱表面溫度采用階梯升溫方式，以一 75°C為起始溫度、一 15°C為終點(diǎn)溫度，在起始溫度下保溫45min，之后每升溫5°C保溫一次，每次保溫時(shí)間為30_45min ；
[0021]或者，平板式換熱器換熱表面溫度采用階梯降溫方式，以一15°C為起始溫度、一 75°C為終點(diǎn)溫度，在起始溫度下保溫45min，之后每降溫5°C保溫一次，每次保溫時(shí)間為30-45min；
[0022]第三步，真空干燥
[0023]將所得固態(tài)多孔材料從專(zhuān)用模具中取出，放入真空干燥機(jī)中，真空干燥至絕干，SP得成品。
[0024]上述技術(shù)方案直接帶來(lái)的技術(shù)效果是，制備工藝簡(jiǎn)單、易控，既有利于產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定，有利于制造成本的降低。
[0025]所制得的明膠-殼聚糖三維梯度人體皮膚仿真結(jié)構(gòu)多孔材料具有皮膚仿生結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部成蜂窩狀，包括若干數(shù)量的孔，每相鄰兩孔彼此貫通;并且，從下表面至上表面，各孔孔徑分別從大到小成梯度漸變，其中，上表面的孔徑為5-70μπι，下表面的孔徑為50-200μπι。這種梯度孔結(jié)構(gòu)的明膠-殼聚糖多孔材料，其適于用作皮膚工程支架，可同時(shí)容納表皮細(xì)胞和真皮成纖細(xì)胞，比單層皮膚組織工程支架更具優(yōu)越性。
[0026]并且，由于多孔材料的主要化學(xué)成分為明膠、殼聚糖和京尼平。因而具有良好的生物相容性、可降解性和良好的吸水性能。
[0027]更為重要的是，明膠不僅生物相容性良好，可生物降解，降解產(chǎn)物安全無(wú)毒，具有與皮膚類(lèi)似的結(jié)構(gòu)，優(yōu)良的親水性，可吸收相當(dāng)于重量5-10倍的水，而且還具有促進(jìn)細(xì)胞粘附和生長(zhǎng)的功能。同時(shí)，明膠去除了膠原的免疫原性，減少了可能存在的病原體感染，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于組織工程領(lǐng)域。殼聚糖不僅生物相容性良好，可生物降解，降解產(chǎn)物安全無(wú)毒，具有廣泛的抗菌、止血、止痛作用，而且還具有促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)的獨(dú)特的生物活性。同時(shí)殼聚糖材料對(duì)溫度相對(duì)穩(wěn)定，不會(huì)因長(zhǎng)期處于體內(nèi)較溫和的環(huán)境下而發(fā)生變形、縮水現(xiàn)象，從而在組織工程中的應(yīng)用顯示出巨大的優(yōu)勢(shì)，特別適于用作人體皮膚工程支架。
[0028]上述技術(shù)方案中，在明膠-殼聚糖中混入京尼平，其中的京尼平有兩方面的用途。其一是，京尼平是梔子苷經(jīng)葡萄糖苷酶水解后的產(chǎn)物，是一種優(yōu)良的天然生物交聯(lián)劑，其毒性遠(yuǎn)低于戊二醛和其他常用化學(xué)交聯(lián)劑，具有良好的生物相容性，以京尼平作為明膠和殼聚糖的化學(xué)交聯(lián)劑，以使明膠和殼聚糖多個(gè)線(xiàn)型分子相互鍵合交聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可使材料的降解性能得到明顯改善，并提升其力學(xué)性能;其二是，京尼平對(duì)于治療肝臟疾病、降壓、通便以及緩解II型糖尿病的癥狀具有顯著作用。京尼平成分的加入，使得最終制備出的多孔材料具有良好的肝臟疾病、高血壓、便秘以及11型糖尿病等疾病輔助治療功能。
[0029]上述技術(shù)方案中，盛裝有京尼平-明膠-殼聚糖溶液的專(zhuān)用模具疊放在平板式換熱器換熱表面上，進(jìn)行熱交換(制冷)。此時(shí)，在豎直方向上的不同標(biāo)高位置處，在京尼平-明膠-殼聚糖溶液內(nèi)部必然存在一定的溫差或被凍結(jié)過(guò)程的先后順序，且這種溫差或被凍結(jié)過(guò)程的先后順序必然導(dǎo)致最終凍結(jié)成型的京尼平-明膠-殼聚糖多孔材料從下表面至上表面，各孔孔徑分別從大到小成梯度漸變。
[0030]概括而言，上述技術(shù)方案的關(guān)鍵點(diǎn)就在于:采用定向冷凍干燥法，通過(guò)控制模具內(nèi)水平溫度場(chǎng)的均勻性和縱向溫度的漸變，孔徑大小可由小孔5_70μπι至大孔50-200μπι梯度漸變，孔形態(tài)為蜂窩狀連通結(jié)構(gòu)的明膠-殼聚糖多孔材料。
[0031]優(yōu)選為，上述平板式換熱器換熱表面溫度由計(jì)算機(jī)控制，平板式換熱器的換熱表面的降溫速率為一 5°C/min?一 10°C/min、平板式換熱器的換熱表面的升溫速率為+5°C/min ?+lCTC/min。
[0032]該優(yōu)選技術(shù)方案直接帶來(lái)的技術(shù)效果是，可以更好地保證三維梯度孔的成形質(zhì)量。
[0033]進(jìn)一步優(yōu)選，上述導(dǎo)熱針為錐形針，按細(xì)端在上、粗端在下方式布置。
[0034]該優(yōu)選技術(shù)方案直接帶來(lái)的技術(shù)效果是，“導(dǎo)熱針為錐形針，按細(xì)端在上、粗端在下布置”這一技術(shù)特征，與所需獲得的“從下表面至上表面，各孔孔徑分別從大到小成梯度漸變”這種結(jié)構(gòu)形式的孔的形狀相對(duì)應(yīng)，這將更進(jìn)一步地，盡快產(chǎn)品制備過(guò)程的冷凍成型速度和冷凍成型質(zhì)量，更便于最終產(chǎn)品質(zhì)量控制與質(zhì)量穩(wěn)定。
[0035]進(jìn)一步優(yōu)選，上述專(zhuān)用模具為組合式結(jié)構(gòu)，包括底座與管筒，底座與管筒承插連接，成過(guò)盈配合。
[0036]該優(yōu)選技術(shù)方案直接帶來(lái)的技術(shù)效果是，便于冷凍成型后的多孔材料的簡(jiǎn)單、快速脫模，并可降低脫模過(guò)程中可能因外力的施加，所造成的對(duì)多孔材料的沖擊和損傷。
[0037]綜上所述，本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有制備工藝簡(jiǎn)單、易控，所制備出的多孔材料產(chǎn)品具有“從下表面至上表面，各孔孔徑分別從大到小成梯度漸變”這種具有三維梯度孔結(jié)構(gòu)形式;并且所制得的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、制造成本較低等有益效果。
【具體實(shí)施方式】
[0038]下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0039]說(shuō)明:
[0040]一、以下各實(shí)施例的原料來(lái)源如下:
[0041]明膠:相對(duì)分子質(zhì)量多1萬(wàn)，為市售產(chǎn)品；
[0042]京尼平:為市售產(chǎn)品；
[0043]殼聚糖:相對(duì)分子質(zhì)量彡10萬(wàn)，脫乙酰度彡80%;為市售產(chǎn)品。
[0044]二、產(chǎn)品質(zhì)量和性能參數(shù)指標(biāo)檢測(cè)與檢驗(yàn):
[0045]1、孔徑的測(cè)量方法:使用手術(shù)刀，沿縱向剖切，置于電鏡下，分別選擇放大倍數(shù)30倍、50倍進(jìn)行觀測(cè)。
[0046]2、孔隙率的測(cè)量方法:液體位移法。
[0047]實(shí)施例1
[0048]按溶質(zhì)與溶劑的質(zhì)量比為2:100，將明膠置于去離子水中，加熱攪拌至完全溶解，得到質(zhì)量百分比濃度為2%的明膠溶液；
[0049]按溶質(zhì)與溶劑的質(zhì)量比為2:100，將殼聚糖溶于濃度為2%的醋酸中，攪拌至完全溶解，得到殼聚糖溶液；
[0050]按殼聚糖與明膠的質(zhì)量比為0.5:1，向上述殼聚糖溶液中加入明膠溶液，混合均勻后，滴加京尼平溶液，使京尼平在混合體系中的濃度保持在0.15mmol/L，并采用磷酸氫二鈉調(diào)節(jié)其PH值至中性，得到京尼平-明膠-殼聚糖溶液；
[0051]將京尼平-明膠-殼聚糖溶液倒入專(zhuān)用模具中，控制液深為3mm，在溫度20-50°C的環(huán)境中，靜置12_24h，以使其充分交聯(lián)；
[0052]然后，置于真空脫泡機(jī)內(nèi)在真空度100Pa下脫泡0.5h;
[0053]之后，扣緊上蓋并將專(zhuān)用模具置于平板式換熱器換熱表面上冷凍，直至凍結(jié)成型，得到固態(tài)多孔結(jié)構(gòu)形式的京尼平-明膠-殼聚糖；
[0054]上述冷凍過(guò)程是按如下方法控制的:平板式換熱器換熱表面溫度采用階梯升溫方式，以一 75°C為起始溫度、一 15°C為終點(diǎn)溫度，在起始溫度下保溫45min，之后每升溫5°C保溫一次，每次保溫時(shí)間為30-45min;之后，將經(jīng)過(guò)冷凍成型的樣品，入真空冷凍干燥機(jī)凍干，即得產(chǎn)品。
[0055]經(jīng)檢驗(yàn):
[0056]所得產(chǎn)品的空隙率為85%;從下表面至上表面，各孔孔徑分別從大到小成梯度漸變，其中，小孔孔徑為18μπι，大孔孔徑為96μπι。
[0057]實(shí)施例2
[0058]除京尼平-明膠-殼聚糖溶液液面至模具底板高度為0.5mm、真空脫泡時(shí)間為Ih、冷凍過(guò)程的控制方法為:平板式換熱器換熱表面溫度采用階梯降溫方式，以一 15°C為起始溫度、一 75°C為終點(diǎn)溫度，在起始溫度下保溫45min，之后每降溫5°C保溫一次，每次保溫時(shí)間為30-45min之外；
[0059]其余，均同實(shí)施例1。
[0060]經(jīng)檢驗(yàn):
[0061]所得產(chǎn)品的空隙率為80%;從下表面至上表面，各孔孔徑分別從大到小成梯度漸變，其中，小孔孔徑為8μπι，大孔孔徑為145μπι。
[0062]實(shí)施例3
[0063]除京尼平-明膠-殼聚糖溶液液面至模具底板高度為5_、在溫度20°C的環(huán)境中，靜置24h、冷凍過(guò)程的控制方法為:平板式換熱器換熱表面溫度采用階梯降溫方式，以一 15°C為起始溫度、一 75°C為終點(diǎn)溫度，在起始溫度下保溫45min，之后每降溫5°C保溫一次，每次保溫時(shí)間為30-45min之外之外；
[0064]其余，均同實(shí)施例1。
[0065]經(jīng)檢驗(yàn):
[0066]所得產(chǎn)品的空隙率為87%;從下表面至上表面，各孔孔徑分別從大到小成梯度漸變，其中，小孔孔徑為21μπι，大孔孔徑為137μπι。
[0067]實(shí)施例4
[0068]除明膠、殼聚糖分別與其溶劑的質(zhì)量比為1:100、在溫度50°C的環(huán)境中，靜置18h之夕卜;其余，均同實(shí)施例1。
[0069]經(jīng)檢驗(yàn):
[0070]所得產(chǎn)品的空隙率為85%;從下表面至上表面，各孔孔徑分別從大到小成梯度漸變，其中，小孔孔徑為15μπι，大孔孔徑為105μπι。
[0071]實(shí)施例5
[0072]除明膠、殼聚糖分別與其溶劑的質(zhì)量比為5:100、真空脫泡時(shí)間為0.8之外；其余，均同實(shí)施例1。
[0073]經(jīng)檢驗(yàn):
[0074]所得產(chǎn)品的空隙率為83%;從下表面至上表面，各孔孔徑分別從大到小成梯度漸變，其中，小孔孔徑為20μπι，大孔孔徑為120μπι。
[0075]實(shí)施例6
[0076]除明膠、殼聚糖分別與其溶劑的質(zhì)量比為8:100之外;其余，均同實(shí)施例1。
[0077]經(jīng)檢驗(yàn):
[0078]所得產(chǎn)品的空隙率為82%;從下表面至上表面，各孔孔徑分別從大到小成梯度漸變，其中，小孔孔徑為5μπι，大孔孔徑為145μπι。
[0079]實(shí)施例8
[0080]除京尼平在混合溶液中的濃度為0.25mmol/L之外;其余，均同實(shí)施例1。
[0081]經(jīng)檢驗(yàn):
[0082]所得產(chǎn)品的空隙率為85%;從下表面至上表面，各孔孔徑分別從大到小成梯度漸變，其中，小孔孔徑為58μπι，大孔孔徑為182μπι。
[0083]實(shí)施例9
[0084]除京尼平在混合溶液中的濃度為0.35mmol/L之外;其余，均同實(shí)施例1。
[0085]經(jīng)檢驗(yàn):
[0086]所得產(chǎn)品的空隙率為87%;從下表面至上表面，各孔孔徑分別從大到小成梯度漸變，其中，小孔孔徑為65μπι，大孔孔徑為185μπι。
[0087]實(shí)施例10
[0088]除京尼平在混合溶液中的濃度為0.5mmol/L之外;其余，均同實(shí)施例2。
[0089]經(jīng)檢驗(yàn):
[0090]所得產(chǎn)品的空隙率為86%;從下表面至上表面，各孔孔徑分別從大到小成梯度漸變，其中，小孔孔徑為62μηι，大孔孔徑為190μηι。
[0091]說(shuō)明:
[0092]1、我們的經(jīng)驗(yàn)表明:京尼平-明膠-殼聚糖溶液液面在專(zhuān)用模具內(nèi)的深度，對(duì)最終產(chǎn)品的最大與最小孔的孔徑，以及孔隙率指標(biāo)等有很大的影響；其次，降溫速率、冷媒的供送方式，對(duì)最大與最小孔的孔徑，以及孔隙率指標(biāo)也有一定的影響。
[0093]2、平板式換熱器換熱表面溫度由計(jì)算機(jī)控制，平板式換熱器的換熱表面的降溫速率為一 5°C/min?一 10°C/min、平板式換熱器的換熱表面的升溫速率為+5°C/min?+10°C/min0
[0094]3、專(zhuān)用模具為一帶上蓋的平底容器，其周邊壁面材質(zhì)為絕熱材料，底板材質(zhì)為銀或銅；
[0095]在專(zhuān)用模具內(nèi)部底面上，均勻設(shè)置有若干數(shù)量、豎直朝上的導(dǎo)熱針，所述導(dǎo)熱針的長(zhǎng)度多5_;所述導(dǎo)熱針布置的疏密程度與仿生皮膚內(nèi)毛孔分布的疏密程度一致。
[0096]4、平板式換熱器的冷卻媒質(zhì)為液氮。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有三維梯度孔結(jié)構(gòu)的皮膚支架材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 第一步，原料制備 按溶質(zhì)與溶劑的質(zhì)量比為1-10:100，將明膠置于去離子水、蒸餾水、生理鹽水、注射用水或林格氏液中，加熱攪拌至完全溶解，得到明膠溶液； 按溶質(zhì)與溶劑的質(zhì)量比為1-10:100，將殼聚糖加入到濃度為1%-10%的鹽酸、醋酸、乳酸、苯甲酸或甲酸溶液中，攪拌至完全溶解，得到殼聚糖溶液； 按殼聚糖與明膠的質(zhì)量比為0.5-1:1，向上述殼聚糖溶液中加入明膠溶液，混合均勻后，滴加京尼平溶液，使京尼平在混合體系中的濃度保持在0.15-0.5mmol/L，并采用磷酸氫二鈉調(diào)節(jié)其pH值至中性； 上述明膠的相對(duì)分子質(zhì)量多I萬(wàn);殼聚糖的相對(duì)分子質(zhì)量多10萬(wàn)，脫乙酰度多80% ； 第二步，在專(zhuān)用模具內(nèi)冷凍成型 將京尼平-明膠-殼聚糖溶液傾倒入專(zhuān)用模具中，控制液深為0.5-5mm，在溫度20-50°C的環(huán)境中，靜置12_24h，以使其充分交聯(lián);然后，置于真空脫泡機(jī)內(nèi)在真空度100Pa下脫泡0.5-lh； 上述專(zhuān)用模具為一帶上蓋的平底容器，其周邊壁面材質(zhì)為絕熱材料，底板材質(zhì)為銀或銅； 在專(zhuān)用模具內(nèi)部底面上，均勻設(shè)置有若干數(shù)量、豎直朝上的導(dǎo)熱針；導(dǎo)熱針的長(zhǎng)度多5_，導(dǎo)熱針布置的疏密程度與仿生皮膚內(nèi)毛孔分布的疏密程度一致； 上述平板式換熱器的冷卻媒質(zhì)為液氮； 然后，扣緊上蓋并將專(zhuān)用模具置于平板式換熱器換熱表面上冷凍，直至凍結(jié)成型，得到固態(tài)多孔結(jié)構(gòu)形式的京尼平-明膠-殼聚糖； 上述冷凍過(guò)程是按如下方法控制的:平板式換熱器換熱表面溫度采用階梯升溫方式，以一 75°C為起始溫度、一 15°C為終點(diǎn)溫度，在起始溫度下保溫45min，之后每升溫5°C保溫一次，每次保溫時(shí)間為30-45min; 或者，平板式換熱器換熱表面溫度采用階梯降溫方式，以一 15°C為起始溫度、一 75°C為終點(diǎn)溫度，在起始溫度下保溫45min，之后每降溫5°C保溫一次，每次保溫時(shí)間為30-45min;第三步，真空干燥 將所得固態(tài)多孔材料從專(zhuān)用模具中取出，放入真空干燥機(jī)中，真空干燥至絕干，即得成品O2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有三維梯度孔結(jié)構(gòu)的皮膚支架材料的制備方法，其特征在于，所述平板式換熱器換熱表面溫度由計(jì)算機(jī)控制，平板式換熱器的換熱表面的降溫速率為一 5°C/min?一 10°C/min、平板式換熱器的換熱表面的升溫速率為+5°C/min?+10°C/min03.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有三維梯度孔結(jié)構(gòu)的皮膚支架材料的制備方法，其特征在于，所述導(dǎo)熱針為錐形針，按細(xì)端在上、粗端在下方式布置。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的具有三維梯度孔結(jié)構(gòu)的皮膚支架材料的制備方法，其特征在于，所述專(zhuān)用模具為組合式結(jié)構(gòu)，包括底座與管筒，底座與管筒承插連接，成過(guò)盈配入口 ο5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的具有三維梯度孔結(jié)構(gòu)的皮膚支架材料的制備方法，其特征在于，所制得的明膠-殼聚糖三維梯度人體皮膚仿真結(jié)構(gòu)多孔材料具有皮膚仿生結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部成蜂窩狀，包括若干數(shù)量的孔，每相鄰兩孔彼此貫通;并且，從下表面至上表面，各孔孔徑分別從大到小成梯度漸變，其中，上表面的孔徑為5-70μπι，下表面的孔徑為50-200μπι。
【文檔編號(hào)】A61L27/54GK105920679SQ201610266249
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年4月26日
【發(fā)明人】張?jiān)? 韓光亭, 左文倩, 李顯波, 于仁霞
【申請(qǐng)人】青島大學(xué)