本發(fā)明涉及醫(yī)療器械
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體為一種3D打印人工皮及其制備方法。
背景技術(shù)：
：皮膚是人體最大的器官，具有保持人體內(nèi)水分、防止過(guò)度散熱、透氣和防止細(xì)菌侵襲的功能。如果僅是皮膚的淺層或是小面積受損，新皮膚會(huì)自體得以再生，但如果受到嚴(yán)重的創(chuàng)傷，皮膚就不能靠自己修復(fù)，通常須將身體其他部位的表層皮膚或人工皮移植到傷口上。先進(jìn)的人工皮大多具有表皮層和真皮層，當(dāng)其植入損傷部位后，半滲透的表皮層能起到保護(hù)、透氣和防止細(xì)菌侵襲等作用。而真皮層具有三維多孔支架結(jié)構(gòu)，在術(shù)后幾周后，隨著支架不斷降解，成纖維細(xì)胞和毛細(xì)血管長(zhǎng)入三維結(jié)構(gòu)，在充足的血供條件下，長(zhǎng)入的細(xì)胞保持高的活力，細(xì)胞分泌出膠原蛋白，真皮得以重建。在較大面積皮膚的創(chuàng)傷中，需要在人工皮的輔助下修復(fù)時(shí)，如果產(chǎn)生大量的凝血作用、出現(xiàn)疤痕、使人工皮的真皮層與壞死組織接觸，不利于毛細(xì)管向支架長(zhǎng)入。因此，新型的人工皮不僅需要具有三維多孔結(jié)構(gòu)的真皮層以及透氣的表皮層，而且還需具有一定的抗凝血性。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的內(nèi)容在于提供一種3D打印人工皮及其制備方法，以解決現(xiàn)有的技術(shù)缺陷。本發(fā)明的技術(shù)方案一如下：一種3D打印人工皮，包括真皮層和表皮層，所述真皮層和表皮層由3D打印機(jī)打印而成，真皮層由膠原和抗凝血?jiǎng)┙M成。優(yōu)選的，所述表皮層由分布有孔的硅酮凝膠層組成，所述硅酮凝膠層由硅酮膠和固化劑組成，所述孔的孔徑為1μm~3μm，所述固化劑為鉑絡(luò)合物。優(yōu)選的，所述真皮層為三維多孔結(jié)構(gòu)，所述三維多孔結(jié)構(gòu)的孔隙率為80%~90%，孔徑為200μm~300μm。優(yōu)選的，所述硅酮膠和固化劑質(zhì)量比為5:1~8:1。優(yōu)選的，所述抗凝血?jiǎng)闄幟仕徕c、枸櫞酸鈉、草酸鈉和乙二胺四乙酸（EDTA）中的兩種或兩種以上。優(yōu)選的，所述抗凝血?jiǎng)闄幟仕徕c和枸櫞酸鈉，所述檸檬酸鈉和枸櫞酸鈉的質(zhì)量比為1:2。本發(fā)明的技術(shù)方案二如下：一種3D打印人工皮的制備方法，包括如下步驟：S1：制備0.5mol/L的醋酸溶液：將醋酸采用去離子水進(jìn)行稀釋，獲取0.5mol/L的醋酸溶液。S2：制備膠原和檸檬酸鈉混合凝膠：在S1制得的0.5mol/L醋酸溶液中加入膠原，再加入抗凝血?jiǎng)?，得到膠原/抗凝血?jiǎng)┗旌夏z。S3：制備三維多孔結(jié)構(gòu)的真皮層：將S2制得的膠原/抗凝血?jiǎng)┗旌夏z加入3D打印機(jī)的料槽中，根據(jù)CT掃描獲取的受損皮膚區(qū)域的三維數(shù)據(jù)，設(shè)定3D打印機(jī)的程序，啟動(dòng)打印機(jī)，制得具有三維多孔結(jié)構(gòu)的真皮層，再將真皮層經(jīng)冷凍干燥后固化，所述三維多孔結(jié)構(gòu)的孔隙率為80%~90%，孔徑為200μm~300μm。S4：在S3制得的真皮層表面涂覆一層硅酮凝膠層，硅酮凝膠層由硅酮膠固化劑組成，硅酮膠和固化劑的質(zhì)量比為5:1~8:1，所述固化劑為鉑絡(luò)合物。S5：待硅酮凝膠層固化后，用激光打孔機(jī)進(jìn)行打孔，即獲得3D打印人工皮，所述孔在硅酮凝膠膜表面分布均勻，孔徑的大小為1μm~3μm。優(yōu)選的，步驟S2中所述膠原的加入量為每100ml0.5mol/L醋酸溶液中加入4.9~6.9g膠原，所述抗凝血?jiǎng)┑募尤肓繛槊?00ml0.5mol/L醋酸溶液中加入0.01~0.1g抗凝血?jiǎng)?。?yōu)選的，所述抗凝血?jiǎng)闄幟仕徕c、枸櫞酸鈉、草酸鈉和乙二胺四乙酸（EDTA）中的兩種或兩種以上。優(yōu)選的，所述抗凝血?jiǎng)闄幟仕徕c和枸櫞酸鈉，所述檸檬酸鈉和枸櫞酸鈉的質(zhì)量比為1:2。本發(fā)明的有益效果為：（1）方法簡(jiǎn)單，制備時(shí)間短，所需的原料來(lái)源豐富，價(jià)格低廉，生產(chǎn)成本低，3D打印人工皮由真皮層和表皮層組成，完全模擬人體皮膚結(jié)構(gòu)；（2）3D打印人工皮具有高的孔隙率、適宜真皮細(xì)胞長(zhǎng)入的孔徑尺寸以及良好的力學(xué)性能，促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)，傷口愈合；（3）3D打印人工皮具有優(yōu)良的抗凝血性，減小人工皮支架中的凝血，保持分泌細(xì)胞的活性，修復(fù)性強(qiáng)。具體實(shí)施例實(shí)施例一：一種3D打印人工皮的制備方法，包括以下步驟：S1:制備0.5mol/L的醋酸溶液：將醋酸采用去離子水進(jìn)行稀釋，獲取0.5mol/L的醋酸溶液；S2:制備膠原和檸檬酸鈉混合凝膠：取S1制得的100mL醋酸溶液中加入4.9g膠原，再加入0.1g由檸檬酸鈉與枸櫞酸鈉組成的抗凝血?jiǎng)?，得到膠原/抗凝劑混合凝膠，所述檸檬酸鈉與枸櫞酸鈉的質(zhì)量比為1:1；S3:將S2制得的膠原/檸檬酸鈉混合凝膠加入3D打印機(jī)的料槽中，根據(jù)CT掃描獲取的受損皮膚區(qū)域的三維數(shù)據(jù)，設(shè)定3D打印機(jī)的程序，啟動(dòng)打印機(jī)，制得具有三維多孔結(jié)構(gòu)的真皮層，經(jīng)冷凍干燥后固化，其中三維多孔結(jié)構(gòu)的孔隙率為85%，孔徑在250μm；S4:在S3制得的真皮層表面涂覆一層硅酮凝膠層，硅酮凝膠層由硅酮膠和固化劑組成，硅酮膠和固化劑的質(zhì)量比為6:1；S5：待硅酮凝膠層固化后，用激光打孔機(jī)使得硅酮凝膠膜表面分布大小均勻的孔，其中孔的大小為2μm，即獲得3D打印人工皮。實(shí)施例二S1:制備0.5mol/L的醋酸溶液：將醋酸采用去離子水進(jìn)行稀釋，獲取0.5mol/L的醋酸溶液；S2:制備膠原和檸檬酸鈉混合凝膠：取S1制得的100mL醋酸溶液中加入5.9g膠原，再加入0.1g由檸檬酸鈉、枸櫞酸鈉和EDTA組成的抗凝血?jiǎng)?，得到膠原/抗凝劑混合凝膠，所述檸檬酸鈉、枸櫞酸鈉和EDTA的質(zhì)量比為1:1:1；S3:將S2制得的膠原/檸檬酸鈉混合凝膠加入3D打印機(jī)的料槽中，根據(jù)CT掃描獲取的受損皮膚區(qū)域的三維數(shù)據(jù)，設(shè)定3D打印機(jī)的程序，啟動(dòng)打印機(jī)，制得具有三維多孔結(jié)構(gòu)的真皮層，經(jīng)冷凍干燥后固化，其中三維多孔結(jié)構(gòu)的孔隙率為85%，孔徑在250μm；S4:在S3制得的真皮層表面涂覆一層硅酮凝膠層，硅酮凝膠層由硅酮膠和固化劑組成，硅酮膠和固化劑的質(zhì)量比為5:1；S5：待硅酮凝膠層固化后，用激光打孔機(jī)使得硅酮凝膠膜表面分布大小均勻的孔，其中孔的大小為2μm，即獲得3D打印人工皮。實(shí)施例三S1:制備0.5mol/L的醋酸溶液：將醋酸采用去離子水進(jìn)行稀釋，獲取0.5mol/L的醋酸溶液；S2:制備膠原和檸檬酸鈉混合凝膠：取S1制得的100mL醋酸溶液中加入6.9g膠原，再加入0.1g由檸檬酸鈉、枸櫞酸鈉和草酸鈉組成的抗凝血?jiǎng)?，得到膠原/抗凝劑混合凝膠，所述檸檬酸鈉、枸櫞酸鈉和草酸鈉的質(zhì)量比為1:1:1；S3:將S2制得的膠原/檸檬酸鈉混合凝膠加入3D打印機(jī)的料槽中，根據(jù)CT掃描獲取的受損皮膚區(qū)域的三維數(shù)據(jù)，設(shè)定3D打印機(jī)的程序，啟動(dòng)打印機(jī)，制得具有三維多孔結(jié)構(gòu)的真皮層，經(jīng)冷凍干燥后固化，其中三維多孔結(jié)構(gòu)的孔隙率為85%，孔徑在250μm；S4:在S3制得的真皮層表面涂覆一層硅酮凝膠層，硅酮凝膠層由硅酮膠和固化劑組成，硅酮膠和固化劑的質(zhì)量比為8:1；S5：待硅酮凝膠層固化后，用激光打孔機(jī)使得硅酮凝膠膜表面分布大小均勻的孔，其中孔的大小為2μm，即獲得3D打印人工皮。實(shí)施例四S1:制備0.5mol/L的醋酸溶液：將醋酸采用去離子水進(jìn)行稀釋，獲取0.5mol/L的醋酸溶液；S2:制備膠原和檸檬酸鈉混合凝膠：取S1制得的100mL醋酸溶液中加入6.9g膠原，再加入0.1g由檸檬酸鈉和枸櫞酸鈉組成的抗凝血?jiǎng)?，得到膠原/抗凝劑混合凝膠，所述檸檬酸鈉和枸櫞酸鈉的質(zhì)量比為1:2；S3:將S2制得的膠原/檸檬酸鈉混合凝膠加入3D打印機(jī)的料槽中，根據(jù)CT掃描獲取的受損皮膚區(qū)域的三維數(shù)據(jù)，設(shè)定3D打印機(jī)的程序，啟動(dòng)打印機(jī)，制得具有三維多孔結(jié)構(gòu)的真皮層，經(jīng)冷凍干燥后固化，其中三維多孔結(jié)構(gòu)的孔隙率為85%，孔徑在250μm；S4:在S3制得的真皮層表面涂覆一層硅酮凝膠層，硅酮凝膠層由硅酮膠和固化劑組成，硅酮膠和固化劑的質(zhì)量比為8:1；S5：待硅酮凝膠層固化后，用激光打孔機(jī)使得硅酮凝膠膜表面分布大小均勻的孔，其中孔的大小為2μm，即獲得3D打印人工皮。實(shí)施例五為驗(yàn)證本發(fā)明3D打印人工皮是否達(dá)到預(yù)期的發(fā)明效果，對(duì)實(shí)施例一至實(shí)施例四得到的3D打印人工皮進(jìn)行凝血酶原時(shí)間、部分凝血活酶時(shí)間和凝血酶時(shí)間實(shí)驗(yàn)，檢測(cè)方法：將實(shí)施例一至實(shí)施例四制得的0.1g3D打印人工皮加入全血中，并放置于37℃下?lián)u勻1h，然后經(jīng)2500轉(zhuǎn)離心10分鐘，取血漿待測(cè)，用全自動(dòng)血凝分析儀檢測(cè)凝血酶時(shí)間、部分凝血活酶時(shí)間和凝血酶時(shí)間。結(jié)果如下表1所示：表1抗凝血性能試驗(yàn)結(jié)果從上表可以看出，本發(fā)明制備的3D打印人工皮具有優(yōu)異的抗凝血性能，而且從實(shí)施例4可以看出，當(dāng)抗凝血?jiǎng)┯蓹幟仕徕c和枸櫞酸鈉組成，且檸檬酸鈉和枸櫞酸鈉的質(zhì)量比為1:2時(shí)，其抗凝血性能是最好的。實(shí)施例六對(duì)比例：為單獨(dú)的以膠原敷料。實(shí)驗(yàn)組：為實(shí)施例1～4的方法制備而成的3D打印人工皮。將上述實(shí)施例1～4所制備的3D打印人工皮與對(duì)比例進(jìn)行傷口修復(fù)實(shí)驗(yàn)，對(duì)比實(shí)驗(yàn)組和對(duì)比例對(duì)創(chuàng)面的修復(fù)效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示：表2傷口修復(fù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例4對(duì)比例傷口愈合時(shí)間（d）767512愈合情況傷口愈合完整傷口愈合完整傷口愈合完整傷口愈合完整傷口愈合完整由上表可知，實(shí)施例1~4所制備的3D打印人工皮和對(duì)比例均能對(duì)傷口創(chuàng)面完整修復(fù)，但是與對(duì)比例相比，實(shí)施例1~4所需的時(shí)間明顯較短，說(shuō)明本發(fā)明通過(guò)生物三維打印技術(shù)所制得的3D打印人工皮具有明顯的促進(jìn)傷口愈合的作用，而且當(dāng)抗凝血?jiǎng)┯蓹幟仕徕c和枸櫞酸鈉組成，且檸檬酸鈉和枸櫞酸鈉的質(zhì)量比為1:2時(shí)，其促進(jìn)傷口愈合的作用最突出。以上對(duì)本發(fā)明的特定實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)內(nèi)容不僅僅限定于以上實(shí)施例，在本發(fā)明的所屬
技術(shù)領(lǐng)域：
中，只要掌握通常知識(shí)，就可以在其技術(shù)要旨范圍內(nèi)進(jìn)行多種多樣的變更。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3