[发明专利]一种双层皮肤结构水凝胶复合支架的光交联/静电纺丝制备和应用

说明书

本发明公开了一种双层皮肤结构水凝胶复合支架的光交联/静电纺丝制备和应用。所述复合支架以明胶静电纺丝纤维膜为基底，在其一面经光交联作用制备圆柱状明胶水凝胶，即为双层皮肤结构水凝胶复合支架。本申请所述复合支架具有双层结构，其中纤维膜相当于皮肤的表皮层，能够能阻挡异物和病原侵入，并能防止组织液丧失；图案化圆柱状明胶不仅可以支持细胞生存力和细胞粘附，还可以促进细胞迁移和增殖，促进皮肤组织的再生和形成；且其独特的形状，在保证复合支架与创伤贴合度良好的同时，还具有很好的透气性，较大的孔隙率和孔径，有利于伤口氧气及营养物质的运输，此外还能够促进创伤处血管的生成，其降解速度与创伤愈合周期接近，有利于创伤愈合。

技术领域

本发明涉及生物组织支架技术领域，更具体地，涉及一种双层皮肤结构水凝胶复合支架的光交联/静电纺丝制备和应用。

背景技术

皮肤是人体中最容易受到外界刺激的器官。它在周围环境和人体内部器官之间提供了天然屏障。从组织工程学的角度来看，皮肤的最重要特征是其自我重塑和再生以及替换不断丢失的组织的能力。从解剖学上讲，皮肤组织可分为三层:表皮、真皮以及皮下组织。多年来，组织工程师一直在尝试在体外条件下构建适当的全厚度皮肤等效物，但是，仍然存在许多限制。

理想的皮肤支架应该是具有良好生物相容性和适当的多孔微结构可生物降解的三维支架，以促进细胞粘附，迁移，增殖和分化，并进一步为组织工程构建物提供形式和形状。同时模拟皮肤结构的支架，应该具备传输氧气和营养，清除代谢废物和降低感染风险作用。

基于明胶的支架已被广泛用于皮肤组织再生，具有良好的生物相容性，适当的多孔结构和较低的免疫原性。因此，已有用明胶作为支架材料，制备的伤口敷料。但是，其差的机械性能和快速降解极大地限制了其进一步的应用。且对于无关节的支架而言，快速的血管生成是皮肤再生的巨大挑战，尤其是糖尿病患者的伤口环境，其伤口的快速愈合更难，对于敷料的要求更多。但是，当前大多数用于伤口愈合的敷料，功能较单一，只能满足上述要求的部分功能，不能达到良好的愈合效果。

虽然目前已有双层支架类的敷料，但是其在生物相容性、降解性、细胞粘附性、透气性，以及与伤口的贴合度、营养物质运输、伤口愈合等方面的作用，仍然存在较大的提升空间。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的伤口敷料，其功能单一，且生物相容性、降解性、细胞粘附性、透气性、与伤口的贴合度、营养物质运输、伤口愈合方面存在的缺陷和不足，提供一种光交联/静电纺丝制备的双层皮肤结构水凝胶复合支架。本文采用静电纺丝和光交联方法制备双层皮肤结构水凝胶复合支架，其中以生物相容性良好的明胶经静电纺丝制备的纳米纤维膜具有和细胞外基质相类似的结构，能最大程度上模拟细胞外结构，为细胞的黏附和增殖提供依据；光交联明胶在纳米纤维膜上形成一定间隔的柱状水凝胶，使得复合支架材料具有良好的透气性，较大的孔隙率和孔径，有利于伤口氧气及营养物质的运输；同时，所述复合支架是通过光交联和京尼平进行交联制备得到，既避免了水凝胶的快速降解，同时也避免了交联剂高的细胞毒性。

本发明的另一目的在于提供所述双层皮肤结构水凝胶复合支架的制备方法。

本发明的再一目的在于提供所述光交联/静电纺丝制备的双层皮肤结构水凝胶复合支架制备敷料中的应用。

本发明的还一目的在于提供所述光交联/静电纺丝制备的双层皮肤结构水凝胶复合支架在负载细胞和/或药物中的应用。

本发明的上述目的是通过以下方案予以实现的：

一种双层皮肤结构水凝胶复合支架，所述复合支架以明胶静电纺丝纤维膜为基底，将明胶光交联溶液经光交联作用在基底一面制备圆柱状明胶水凝胶，即为双层皮肤结构水凝胶复合支架。