[发明专利]一种具有梯度孔结构的全层皮肤组织工程支架的制备方法

权利要求书

1.一种具有梯度孔结构的全层皮肤组织工程支架的制备方法，其特征在于：所述支架共有两层，分别为表皮层和真皮层，其中，该表皮层采用壳聚糖/二氧化硅凝胶制作，即CS-Si凝胶制作，该真皮层采用壳聚糖/二氧化硅/明胶凝胶制作，即CS-Si-Gel凝胶制作；所述支架的制备过程如下：

制备CS-Si凝胶：将壳聚糖溶于4％-10％的醋酸水溶液中制备8-12wt％的壳聚糖溶液；然后加入预先水解的TEOS溶液，搅拌使其混合均匀后转移到打印料筒中，除泡后置于室温下凝胶2-48h；

制备CS-Si-Gel凝胶：将明胶加入到去离子水中配制浓度为10-20wt％明胶溶液，向明胶溶液中加入GPTMS，50℃-60℃水浴条件下搅拌1-2h，制备改性的明胶溶液A；称取壳聚糖分散于去离子水中制备8-12wt％的壳聚糖悬液B；量取TEOS溶液溶于pH值为2-3的酸性去离子水溶液中，制得TEOS水解液C；将改性的明胶溶液A与壳聚糖悬液B均匀混合，随后加入TEOS水解液C，充分搅拌使三者混合均匀，使得明胶与壳聚糖/二氧化硅杂化材料充分交联，将所得到的溶胶转移到打印料筒中，除去气泡，最后在室温下凝胶12-24h；

3D打印全层皮肤组织工程支架：采用多喷头打印系统进行制备，打印步骤为：将CS-Si凝胶和CS-Si-Gel凝胶装载于不同的打印喷头，安装不同尺寸针头，表皮层针头直径100-200μm，真皮层针头直径200-400μm，校准设备；导入预设三维模型，设置模型尺寸高度，表皮层打印高度为0.5-1.5mm，真皮层打印高度为1-3mm；设置填充参数，表皮层纤维间距50-100μm，真皮层纤维间距100μm-400μm，打印速度20-30mm/s，打印气压0.45-0.5MPa，针头抬高距离0.4-0.6mm；设置喷头温度为15-25℃，平台温度0～5℃；其中，对于不同的材料在打印过程中，通过调整气压和打印速度，以获得均匀连续的纤维，打印后得到预成型支架；

预成型支架的后处理：将打印成型的支架先后置于-20℃和-80℃下分别预冻24h，再将其置于冻干机中冷冻干燥24-48h；而后将其浸入碱性溶液中除去材料中多余的醋酸，并用大量去离子水反复洗涤至中性；最后将支架置于-20℃冰箱中预冻后，转移到冷冻干燥机中完全冻干，浸入交联剂进行进一步交联处理，最后即可得成品。

2.根据权利要求1所述的一种具有梯度孔结构的全层皮肤组织工程支架的制备方法，其特征在于：所述CS-Si凝胶的质量比为CS/Si＝6/1-10/1。

3.根据权利要求1所述的一种具有梯度孔结构的全层皮肤组织工程支架的制备方法，其特征在于：所述CS-Si-Gel凝胶的质量比为CS/Si/Gel＝6/1/1-10/1/1。

4.根据权利要求1所述的一种具有梯度孔结构的全层皮肤组织工程支架的制备方法，其特征在于：所述预先水解的TEOS溶液中TEOS/醋酸摩尔比为1/8-1/4，于室温下搅拌至其完全水解。

5.根据权利要求1所述的一种具有梯度孔结构的全层皮肤组织工程支架的制备方法，其特征在于：所述GPTMS加入量相对于Gel的质量比为：GPTMS/Gel＝1/10-3/10。

6.根据权利要求1所述的一种具有梯度孔结构的全层皮肤组织工程支架的制备方法，其特征在于：所浸入碱性溶液为0.1-0.5M Tris或饱和Na₂HPO₄溶液或10％氨水。

7.根据权利要求1所述的一种具有梯度孔结构的全层皮肤组织工程支架的制备方法，其特征在于：所述交联剂为EDC和NHS，或京尼平或谷氨酰胺转氨酶，对支架进行交联反应。

8.根据权利要求1所述的一种具有梯度孔结构的全层皮肤组织工程支架的制备方法，其特征在于：所述真皮层孔径为100-400μm，所述表皮层孔径为50-100μm。