[发明专利]一种3D打印皮肤及其制备方法

说明书

本发明提供一种3D打印皮肤及其制备方法，该3D打印皮肤包括3D打印制成的皮肤层，还包括多个微针，微针嵌入皮肤层中，微针的第一端穿到或穿过皮肤层的表面，微针的第二端接近、穿到或穿过皮肤层的底面；微针包括设置在第一端和第二端之间的至少一条通路。该制备方法包括3D扫描和建模、3D分层打印等步骤。本发明的3D打印皮肤与人体皮肤受损部位完全贴合并且具有物质输送功能。

技术领域

本发明涉及3D打印以及组织工程生物医用材料领域，具体是涉及一种3D打印皮肤及其制备方法。

背景技术

皮肤是人体最大的器官，它不仅具有抵御外部环境感染的功能，还承担防止体内水分、电解质及其他物质丢失的任务。一般情况下，如果皮肤受到较轻的损伤，皮肤可以自我恢复。当大面积的皮肤受到严重的损害，例如烧伤，医生必须立即输入液体并保护伤口。如果仅是皮肤浅层受损，对于正常健康的人，新皮肤会再生，但对于一些患者，例如糖尿病患者，皮肤修复过程非常困难。此外，如果病人受到严重的烧伤，影响到内源性干细胞，皮肤就不能靠自己修复，通常须将身体其他部位的表层皮肤移植到伤口上，但这种方法会引起新的伤疤。如果是大面积的烧伤，人体正常皮肤所剩无几，将无法移植。没有皮肤的保护，重度烧伤者就会出现严重的脱水和细菌感染，严重时将会危及生命，在这种情况下就需要使用人造皮肤。

人造皮肤是利用生物工程学和再生生物学的原理和方法，在体外人工研制的皮肤代用品，用来修复、替代缺损的皮肤组织。人造皮肤由人工合成，可以极大地提高重度烧伤者的存活率。人造皮肤品种繁多，归纳起来，目前全世界已研究应用过的人造皮肤，有以下三类：(1)高分子塑料、合成多肽、人造纤维等合成材料制成的薄膜状、海绵状人造皮肤；(2)再生蛋白和动物组织如羊膜、腹膜、胎膜等生物材料制成的人造皮肤；(3)全聚薄膜制成的薄片状人造皮肤。

随着技术的进一步成熟，已经可以培养出具有和人体皮肤具有相同属性的全层皮肤。但是，目前的人造皮肤多为手工或者平面打印，在生产效率和治疗效果上都有所局限。已有专利申请文件披露了3D打印皮肤及其制备方法。但是在临床治疗中，为加快伤口愈合，促进肌体细胞生长，皮肤伤处需保持一定的润湿状态，即要求伤口处既不能过分干燥，又不能过度潮湿。现有的方法制成的人造皮肤在治疗过程中，都存在不同方面和不同程度的缺点，或因粘附不牢，强度太差；或因抗原性太强，刺激性大；或因通透性能不好，易感染；或因阻碍自生体皮生长，疤痕累累；或因原料来源不易，成本太高；或因工艺繁什，制造困难，或难于贮存等，因而不能得到很好的推广和临床应用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的第一目的是提供一种与人体皮肤受损部位完全贴合并且具有物质输送功能的3D打印皮肤。

本发明的第二目的是提供该3D打印皮肤的制备方法。

为实现本发明的第一目的，本发明提供一种3D打印皮肤，包括3D打印制成的皮肤层，还包括多个微针，微针各自的至少一部分嵌入皮肤层中，微针的第一端穿到或穿过皮肤层的表面，微针的第二端接近、穿到或穿过皮肤层的底面；微针包括设置在第一端和第二端之间的至少一条通路。

由上可见，本发明的3D打印皮肤带有微针结构。该3D打印皮肤植入后，微针第二端能够靠近、接触或刺入受体端，第一端附接在皮肤层的外侧，能够实现营养液、药物或细胞从3D打印皮肤外向内输送，同时微针还能够实现排泄物等从植入者体内细胞向植入皮肤外输送，从而有利于植入皮肤的再生。

进一步的技术方案是，微针还设有至少一个与通路连通的通孔。

由上可见，微针上还可设置多个通孔，以实现不同方式的输送。例如在微针侧面开设通孔，实现侧面的定位输入或排泄物输出。

进一步的技术方案是，多个微针由相同或不同的材料制成，具有相同或不同的取向、长度、横截面和/或微针间距。