一种仿生组织工程支架及其制备方法与流程

本申请涉及医疗，特别涉及一种仿生组织工程支架及其制备方法。

背景技术：

1、皮肤是人体最大的器官，可保护身体免受外界有害物质的侵入，并起到防止体内水分、电解质等丢失，维持人体内环境稳定的作用，同时皮肤还能参与人体的免疫和代谢过程等。当皮肤组织因外力作用发生离断或缺损后，会造成皮肤创伤，轻微的皮肤创伤可通过上皮再生自行愈合；当皮肤创伤严重，例如深ii度、iii度烧伤创面，瘢痕切除后的创面，外伤性全层皮肤缺损创面，慢性溃疡创面等等，针对这类皮肤损伤，皮肤自身无法修复愈合，通常需人工干预治疗，以进行创面修复。传统的纱布、医用棉等创面敷料因未能成功模拟细胞外基质的自然环境，导致皮肤愈合修复慢且修复效果不佳。

2、现代的组织工程技术运用生物技术和工程原理，可以开发能够修复、维持或改善组织功能的生物类似物，这是一种创新性的治疗方法，通过应用生物材料可以促进伤口创面处的组织生长，起到修复受损的皮肤组织的效果。支架是皮肤组织工程中最重要的方面之一，能够改善皮肤功能，细胞的粘附、穿透、分化、细胞增殖以及细胞在三维空间中新生组织的出现，是组织工程支架的一些基本设计特征。

3、胶原蛋白是皮肤真皮层的主要成分，因其优异的生物相容性、低免疫原性、柔韧性和可生物降解性，被广泛用作皮肤组织工程中的支架材料。海绵、薄膜和水凝胶等多种形式的胶原蛋白支架已被应用于皮肤修复，并在伤口愈合的止血、炎症、增殖和成熟阶段发挥关键作用，能够显著促进皮肤再生。在修复过程中，胶原蛋白支架提供临时结构支撑，并为真皮成纤维细胞和角质形成细胞的存活创造三维骨架结构，促进组织形成和整合。随着皮肤再生的进行，支架逐渐降解为生物相容性产物。理想情况下，支架降解速率应与组织再生速率相匹配，以实现最佳愈合效果。

4、然而，传统的组织工程技术在精确制备高度贴合伤口需求的生物支架方面仍面临挑战，传统的支架在创面修复早期阶段，可以提供临时的结构支撑，促进创面处的早期血管化，但随着修复过程进行，支架迅速降解，无法匹配皮肤再生的过程，随着支架结构塌陷，无法再提供结构支撑，导致组织生长无序，使得伤口处产生不良疤痕。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种仿生组织工程支架及其制备方法，以解决伤口愈合及软组织修复过程中，现有技术胶原基质组织工程修复产品不能兼顾有序降解及诱导组织新生的问题。

2、为解决上述技术问题，本申请提供了一种仿生组织工程支架的制备方法，包括：

3、s1：将i型胶原蛋白支架进行热交联处理，然后再进行化学交联处理，得到i型胶原蛋白多孔支架；

4、s2：将天然高分子材料进行化学改性处理，得到双键功能化修饰的改性天然高分子材料，并将所述改性天然高分子材料以及光引发剂混合后配置成溶液；

5、s3：将所述i型胶原蛋白多孔支架浸泡在所述s2配置得到的所述溶液中浸提多次，每次浸提后在紫外光照条件下反应10-30 min；

6、s4：对所述s3处理后的i型胶原蛋白多孔支架进行漂洗干燥，得到所述仿生组织工程支架。

7、进一步的，所述s1中，所述i型胶原蛋白支架的制备方法包括：

8、将i型胶原蛋白材料溶解于醋酸溶液中，得到i型胶原蛋白预聚液；

9、将所述i型胶原蛋白预聚液放置于高速离心机中进行离心处理，得到离心处理后的预聚液；

10、将所述离心处理后的预聚液调节ph至中性，然后冷冻干燥处理，得到所述i型胶原蛋白支架。

11、进一步的，所述s1中对所述i型胶原蛋白支架进行热交联处理的步骤包括：将i型胶原蛋白支架置于100-150℃环境下反应1-5h。

12、进一步的，所述s1中对所述i型胶原蛋白支架进行化学交联处理的步骤包括：

13、利用戊二醛或甲醛采用熏蒸方式对i型胶原蛋白支架进行交联固定处理；

14、或，以edc和nhs为交联剂，将i型胶原蛋白支架浸泡在交联剂中进行交联固定处理；

15、或，将i型胶原蛋白支架浸泡在环氧类交联剂中进行交联固定处理。

16、进一步的，在对所述i型胶原蛋白支架进行化学交联处理后，还对化学交联处理后的i型胶原蛋白支架进行漂洗，分别利用pbs缓冲液和纯化水进行漂洗，得到所述i型胶原蛋白多孔支架。

17、进一步的，所述s2中，所述天然高分子材料选自ⅰ型胶原蛋白、ⅲ型胶原蛋白、透明质酸、硫酸软骨素、丝素蛋白和海藻酸钠中的一种或几种混合。

18、进一步的，所述s2中，对天然高分子材料进行化学改性处理的步骤包括：

19、将甲基丙烯酸缩水甘油酯或甲基丙烯酸酐、天然高分子材料溶解于醋酸与乙醇的混合溶剂中搅拌均匀，控制反应温度15-60 ℃，反应时间6-24 h；

20、反应完成后，向反应体系中加入碳酸氢钠溶液淬灭未反应的甲基丙烯酸缩水甘油酯或甲基丙烯酸酐，然后调节ph至中性；

21、向反应体系中加入乙醇进行沉析，然后离心得到沉淀物，对沉淀物进行漂洗得到所述双键功能化修饰的改性天然高分子材料。

22、进一步的，所述s2中，将所述改性天然高分子材料以及光引发剂混合后配置成溶液的步骤包括：

23、将光引发剂溶解于醋酸溶液中，然后将所述改性天然高分子材料溶解于上述含有光引发剂的醋酸溶液中；

24、其中，所述光引发剂为irgacure 2959；所述光引发剂的质量分数为0.01%-0.2%，所述醋酸溶液的质量分数为0.01%-0.2%，所述改性天然高分子材料的质量分数为0.5%-2%。

25、进一步的，所述s4包括：

26、将s3处理后的i型胶原蛋白多孔支架浸泡在碳酸氢钠溶液中进行淬灭反应；

27、分别利用pbs缓冲液和纯化水对淬灭处理后的i型胶原蛋白多孔支架进行漂洗，将漂洗后的支架进行冷冻干燥，得到所述仿生组织工程支架。

28、本申请还提供了一种仿生组织工程支架，采用如上所述的制备方法制备得到。

29、综上所述，与现有技术相比，本申请提供的一种仿生组织工程支架及其制备方法具有以下优点：

30、本申请提供了一种仿生组织工程支架的制备技术，通过制备具有力学支撑性的三维网络支架作为第一网络，制备主动诱导血管化有序生成的三维网络作为第二网络，然后将两重网络光交联形成双重网络性能的互穿网络胶原基组织工程支架。

31、这款新型仿生组织工程支架中，使用生物相容性优异的天然高分子材料经可光交联的双键自由基修饰后制备成可调控降解与同步刺激血管化生成的三维网络，同时通过化学交联调控ⅰ胶原蛋白力学性能与抗降解性能使得第一重网络支架提供力学支撑，避免伤口中晚期真皮支架的支撑性能塌陷导致伤口愈合质量差的临床痛点。本申请是结合伤口愈合不同阶段对伤口组织生长环境的要求，设计了这款仿生组织工程支架，同时满足临床对伤口愈合早期对血管化的需求和中晚期伤口愈合对力学环境的要求，兼顾了支架有序降解及诱导组织新生的问题。

1.一种仿生组织工程支架的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种仿生组织工程支架的制备方法，其特征在于，所述s1中，所述i型胶原蛋白支架的制备方法包括：

3.根据权利要求1所述的一种仿生组织工程支架的制备方法，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的一种仿生组织工程支架的制备方法，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的一种仿生组织工程支架的制备方法，其特征在于，在对所述i型胶原蛋白支架进行化学交联处理后，还对化学交联处理后的i型胶原蛋白支架进行漂洗，分别利用pbs缓冲液和纯化水进行漂洗，得到所述i型胶原蛋白多孔支架。

6.根据权利要求1所述的一种仿生组织工程支架的制备方法，其特征在于，所述s2中，所述天然高分子材料选自ⅰ型胶原蛋白、ⅲ型胶原蛋白、透明质酸、硫酸软骨素、丝素蛋白和海藻酸钠中的一种或几种混合。

7.根据权利要求1所述的一种仿生组织工程支架的制备方法，其特征在于，所述s2中，对天然高分子材料进行化学改性处理的步骤包括：

8.根据权利要求1所述的一种仿生组织工程支架的制备方法，其特征在于，所述s2中，将所述改性天然高分子材料以及光引发剂混合后配置成溶液的步骤包括：

9.根据权利要求1所述的一种仿生组织工程支架的制备方法，其特征在于，所述s4包括：

10.一种仿生组织工程支架，其特征在于，采用如权利要求1-9任一项所述的制备方法制备得到。