CN104971385B - 一种人造皮肤 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种人造皮肤及制造方法；所述人造皮肤有柔软、丰满的弹性形态，有良好的抑制细菌及肿瘤细胞生长的生物医学特性，其组织为纳米壳聚糖与多肽的聚合物。该人造皮肤优点是该皮肤生物医学特性好、医用价值高、工艺流程短、操作容易、节省设备降低成本。具有较好的应用前景以及应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及医疗辅助技术领域，尤其是一种植皮用人造皮肤。
背景技术
人造皮肤(亦称人工皮)，早有问世，60年代，国内外曾兴起一股″人工皮热″，其品种繁多，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，海棉状人造皮肤；(2)再生蛋白和动物组织羊膜，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。
上述各类人造皮肤，在临床应用中，比如筛状植皮法是将拟植皮的人造皮肤切开许多小口，在一定的张力条件下，固定于创面，即可增加皮片的面积，同时也便于渗出液引流。皮片生长后，这些小孔即自行愈合，遗留的斑状疤痕也可逐渐消退。但是，在植皮的过程中常会出现在植皮时，人造皮肤从切开的小口处被撕裂，从而使植皮失败。而其他的方法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，又难于贮存等，均先后被淘汰。″人工皮热″逐渐冷却，因此，现在临床单位在治疗烧伤实践中，仍采用一些传统方法，造成了患者疼痛，疤痕过大，治疗期长等现象。
发明内容
本发明的目的就是要克服上述现有技术存在的不足，提供一种有一定强度和弹性，通透性好，能与创面紧密贴附，又可以观察创面，无菌，无毒，无抗原性或抗原性小，对创面无刺激或刺激性较小，并有较强的抑菌功能；使用安全方便，能保护创面不受感染，不阻碍自体皮和植皮片生长，促进创面愈合，疤痕较小，原料来源广泛，能批量生产，成本较低，易长期保存，又便以运输的人造皮肤以及该人造皮肤的制造方法。
本发明的目的在于：针对治疗皮肤创伤的迫切需要，为患者提供一种对抑制细菌及肿瘤生长有良好效果的人造皮肤；本发明的另一个目的是提供生产这种人造皮肤的工艺方法。
一种人造皮肤的制造方法，按重量份数计量，采用下述配比原料：
纳米壳聚糖 70-90；
乳酸 5；
乙酸 65；
表面活性剂 20；
绝对粘度为4764mpa.s的聚丙烯酸 55-60；
去离子水 950；
并按下述步骤进行制造：第一步，A料的制备：取去离子水950重量份、乙酸65重量份、绝对粘度为4764mpa.s的聚丙烯酸55-60重量份，置于反应釜中，在40℃-50℃、1000-3000转/min搅拌作用下溶解1.5小时，成为PH值为3.5-4.0、重量份为1080-1085的A料；第二步，B料的制备：A料制成后，保持反应釜内A料的温度在40℃-50℃、并在1000-3000转/min下对其搅拌，用30min的时间逐渐将70-90重量份的纳米壳聚糖加进A料中，直至纳米壳聚糖被全部溶解，成为纳米壳聚糖溶液，称为B料；第三步，纳米壳聚糖与乳酸的聚合物囊体的制备：B料制成后，将反应釜内的B料在1000-3000转/min搅拌和40-100W超声波共同作用下，在1-1.5小时内将其温度从40℃-45℃逐渐加热至60℃-65℃，然后，再加入20重量份的表面活性剂，继续在前述搅拌和超声波共同作用下，逐渐加入5重量份的乳酸，在不停止搅拌和超声波作用下进行聚合反应2小时，接着用1.5小时将反应釜内的温度，从60℃-65℃逐渐升至88℃-90℃，并在此温度下保持聚合反应1小时，聚合反应即告完结，趁热过滤，即获得浅肉色纳米壳聚糖与氨基酸或乳酸的聚合物囊体；第四步，将纳米壳聚糖与乳酸的聚合物囊体处理成纳米壳聚糖人造皮肤：将纳米壳聚糖与氨基酸或乳酸的聚合物囊体，用30℃-40℃的去离子水洗至中性，并剪切成膜，然后将这种膜在40℃-50℃温度下干燥1.5小时，即得到厚度为0.05-0.3mm、浅棕色、半透明的纳米壳聚糖与乳酸的聚合物膜，即称为纳米人造皮肤。
本发明提供另外一种人造皮肤的制造方法，按重量份数计量，采用下述配比原料：
纳米壳聚糖 90；
多肽如序列1-11任一所示 10；
乙酸 65；
表面活性剂 20；
绝对粘度为4764mpa.s的聚丙烯酸 60；
去离子水 950；
并按下述步骤进行制造：第一步，A料的制备：取去离子水950重量份、乙酸65重量份、绝对粘度为4764mpa.s的聚丙烯酸60重量份，置于反应釜中，在40℃-50℃、1000-3000转/min搅拌作用下溶解1.5小时，成为PH值为3.5-4.0、重量份为1080-1085的A料；第二步，B料的制备：A料制成后，保持反应釜内A料的温度在40℃-50℃、并在1000-3000转/min下对其搅拌，用30min的时间逐渐将90重量份的纳米壳聚糖加进A料中，直至纳米壳聚糖被全部溶解，成为纳米壳聚糖溶液，称为B料；第三步，纳米壳聚糖与乳酸的聚合物囊体的制备：B料制成后，将反应釜内的B料在1000-3000转/min搅拌和40-100W超声波共同作用下，在1-1.5小时内将其温度从40℃-45℃逐渐加热至60℃-65℃，然后，再加入20重量份的表面活性剂，继续在前述搅拌和超声波共同作用下，逐渐加入5重量份的乳酸和10重量份的多肽SEQ IDNO:1-11任一所示，在不停止搅拌和超声波作用下进行聚合反应2小时，接着用1.5小时将反应釜内的温度，从60℃-65℃逐渐升至88℃-90℃，并在此温度下保持聚合反应1小时，聚合反应即告完结，趁热过滤，即获得浅肉色纳米壳聚糖与氨基酸和乳酸的聚合物囊体；第四步，将纳米壳聚糖与多肽和乳酸的聚合物囊体处理成纳米壳聚糖人造皮肤：将纳米壳聚糖与氨基酸或乳酸的聚合物囊体，用30℃-40℃的去离子水洗至中性，并剪切成膜，然后将这种膜在40℃-50℃温度下干燥1.5小时，即得到纳米人造皮肤。
这种纳米人造皮肤，具有半透明的膜体、在生理盐水中浸泡具有柔软丰满的弹性形态、在生物医学上具有良好的抑制细菌及抗肿瘤细胞生长的特性、同时具有较好的皮肤光滑度和润泽度。
将已干燥的纳米人造皮肤，按要求严格进行消毒，然后密封、包装、入库保存。
所用表面活性剂可以是吐温-20、平平加0S-10、平平加0S-15、JFZ-1高效勻染 剂、JFZ渗透剂或其它脂肪类聚乙烯基醚；
所用纳米壳聚糖，为具有以下理化指标的纳米壳聚糖产品：粉体颗粒> 80目， 粉体容积密度为0. 56-0. 62g/ml，粉体水分彡5. 6%，纳米壳聚糖粒子的粒度为20-60nm、重金属杂质含量：铅< 0. lmg/kg、汞< 0. lmg/kg、砷< 0. 2mg/kg，可溶于弱酸、稀酸或六丙酮， 无菌；
工艺中所用超声波，为超声波发生器产生的40W-100W的超声波。
本发明所用纳米壳聚糖，可以按申请号为02133792. 6，申请日为2002年9月23日，名称为“一种纳米尺寸壳聚糖的制造方法”的中国发明专利申请文件中所提供的方法制造出来。本发明所用其它原料均为市售产品。
本发明的优点在于：由于本产品人造皮肤，具有抑制细菌生长和抗肿瘤细胞生长的良好生物医学特性，同时保持了较好的皮肤润泽度和弹性，因此能广泛用于烧伤、烫伤、溃疡皮肤的植皮，创伤止血，抑菌、消炎并促进细胞再生，加速创面愈合，其膜层厚、弹性好、实用性强；而且工艺流程短、 操作容易、节省设备。
具体实施方式
实施例1 一种人造皮肤的制造方法
按重量份数计量，采用下述配比原料：
纳米壳聚糖 90；
乳酸 5；
乙酸 65；
表面活性剂 20；
绝对粘度为4764mpa.s的聚丙烯酸 60；
去离子水 950；
并按下述步骤进行制造：第一步，A料的制备：取去离子水950重量份、乙酸65重量份、绝对粘度为4764mpa.s的聚丙烯酸60重量份，置于反应釜中，在50℃、1000-3000转/min搅拌作用下溶解1.5小时，成为PH值为4.0、重量份为1075的A料；第二步，B料的制备：A料制成后，保持反应釜内A料的温度在50℃、并在3000转/min下对其搅拌，用30min的时间逐渐将90重量份的纳米壳聚糖加进A料中，直至纳米壳聚糖被全部溶解，成为纳米壳聚糖溶液，称为B料；第三步，纳米壳聚糖与乳酸的聚合物囊体的制备：B料制成后，将反应釜内的B料在3000转/min搅拌和100W超声波共同作用下，在1.5小时内将其温度从50℃逐渐加热至65℃，然后，再加入20重量份的表面活性剂，继续在前述搅拌和超声波共同作用下，逐渐加入5重量份的乳酸，在不停止搅拌和超声波作用下进行聚合反应2小时，接着用1.5小时将反应釜内的温度，从65℃逐渐升至90℃，并在此温度下保持聚合反应1小时，聚合反应即告完结，趁热过滤，即获得浅肉色纳米壳聚糖与乳酸的聚合物囊体；第四步，将纳米壳聚糖与乳酸的聚合物囊体处理成纳米壳聚糖人造皮肤：将纳米壳聚糖与乳酸的聚合物囊体，用40℃的去离子水洗至中性，并剪切成膜，然后将这种膜在50℃温度下干燥1.5小时，即得到纳米人造皮肤。
经消毒、密封包装保存。患者使用时，可将封存的人造皮肤取出，置于生理盐水中浸泡3小时，即可恢复为具有柔软丰满弹性的正常状态，供临床使用。
实施例2 多肽的获得
多肽的组织提取制备方法，包括下列步骤：
1)取北豹蛙皮肤，剁碎，PBS溶解，加入木瓜蛋白酶和胰蛋白酶处理4h，然后置于4°c的酸化乙醇中消化16h，后离心分离，取上清液旋转浓缩，冷冻干燥，得冻干物；
2)体积排阻色谱法分离：将步骤1)所得冻干物置于浓度为2mol/L的乙酸中处理后，装入葡聚糖凝胶G50色谱柱中，以浓度为2mol/L的乙酸平衡，柱子流速10mL/h，收集色谱峰60组分，冻干，即得所述多肽；
所述酸化乙醇是由乙醇与浓度为0. 7mol/L的盐酸按体积比为3:1的比例配制而成的；所述酸化乙醇的用量为：每g皮肤组织加入8mL酸化乙醇；
步骤1)中所述离心分离的温度为4°C，离心力为3000g，时间为30min。
所述多肽经过检测发现了13条多肽其序列如SEQ ID NO：1-13所示，具有抑制细菌生长和保持皮肤光泽和弹性的作用。因此，可以用于人造皮肤的应用。
SEQ ID NO：1：GSSDDIPHIPSRRYE；SEQ ID NO：2：RGWWRSGSSHIPPS ；
SEQ ID NO：3：YYWSTCCMYGASSIP；SEQ ID NO：4：DDEKCCMYFPIGSSRV；
SEQ ID NO：5：AAGSPQDDGSSEEKY；SEQ ID NO：6：IPPGSSLIPPGSIP；
SEQ ID NO：7：MCTSGSDEKPPP；SEQ ID NO：8：MIPTCCGSRIP；
SEQ ID NO：9：CYPDDQGSRHH；SEQ ID NO：10：GAVPPISGADCCIQ；
SEQ ID NO：11：YYGWPSEEKGNNY；SEQ ID NO：12：QQDSYMMIPSYS；
SEQ ID NO：13：GSGPGICCMYQP。
实施例3 含有多肽的人造皮肤的制造方法
按重量份数计量，采用下述配比原料：
纳米壳聚糖 90；
多肽如序列1-13任一所示 10；
乙酸 65；
表面活性剂 20；
绝对粘度为4764mpa.s的聚丙烯酸 60；
去离子水 950；
並按下述步骤进行制造：第一步，A料的制备：取去离子水950重量份、乙酸65重量份、绝对粘度为4764mpa.s的聚丙烯酸60重量份，置于反应釜中，在50℃、1000-3000转/min搅拌作用下溶解1.5小时，成为PH值为4.0、重量份为1075的A料；第二步，B料的制备：A料制成后，保持反应釜内A料的温度在50℃、并在1000-3000转/min下对其搅拌，用30min的时间逐渐将90重量份的纳米壳聚糖加进A料中，直至纳米壳聚糖被全部溶解，成为纳米壳聚糖溶液，称为B料；第三步，纳米壳聚糖与乳酸的聚合物囊体的制备：B料制成后，将反应釜内的B料在1000-3000转/min搅拌和100W超声波共同作用下，在1.5小时内将其温度从45℃逐渐加热至65℃，然后，再加入20重量份的表面活性剂，继续在前述搅拌和超声波共同作用下，逐渐加入5重量份的乳酸和10重量份的多肽SEQ ID NO:1-13任一所示，在不停止搅拌和超声波作用下进行聚合反应2小时，接着用1.5小时将反应釜内的温度，从65℃逐渐升至90℃，并在此温度下保持聚合反应1小时，聚合反应即告完结，趁热过滤，即获得浅肉色纳米壳聚糖与氨基酸和乳酸的聚合物囊体；第四步，将纳米壳聚糖与多肽和乳酸的聚合物囊体处理成纳米壳聚糖人造皮肤，将纳米壳聚糖与多肽和乳酸的聚合物囊体，用40℃的去离子水洗至中性，并剪切成膜，然后将这种膜在50℃温度下干燥1.5小时，即得到纳米人造皮肤。
实施例4 皮肤的活性和功能检测
（1）皮肤表面水份散失试验
取实施例 1 和实施例3制备得到的人造皮肤， 各切割为 5cm直径圆形， 浸泡在10%甘油水溶液中 (甘油为常用之保湿剂）。然后去除, 敷在人体皮肤 30分钟。 取下人造皮肤， 再经过 15 分钟后， 以 CK Electronic多功能皮肤检测仪， MPA 580 型(Cutometer)检测皮肤表面水失。 以未敷有任何物质的同处皮肤同样进行上述步骤， 作为对 照组 (A)。结果显示， 以实施例 1的人造皮肤敷于皮肤后， 该处皮肤的水份散失速率减少 16.1%，而以实施例3制备得到的人造皮肤其水分散失速率减少大约70%左右。换句话说， 以本发明之实施例3所述的人造皮肤可将甘油传输到皮肤， 使得皮肤的水分散失降低，具有较好的皮肤保湿特性，能够最大限度的防止皮肤过于干燥。
（2）皮肤抗菌性检测
将实施例1和实施例3所制备的人造皮肤分别选取10cm2在人血清培养基中培养，以培养基不没过人造皮肤为好，模拟人体环境。将金黄葡萄球菌、溶血性链球菌和绿脓杆菌按照本领域常用的培养方法培养至108CFU/mL，而后分别加取1滴到皮肤表面，37摄氏度培养2天。观察结果如下：
序列表
〈110〉杨国林
〈120〉一种人造皮肤
〈210〉1
〈211〉 15
〈212〉多肽
〈213〉人工序列
GSSDDIPHIPSRRYE；
〈210〉2
〈211〉 14
〈212〉多肽
〈213〉人工序列
RGWWRSGSSHIPPS ；
〈210〉3
〈211〉 15
〈212〉多肽
〈213〉人工序列
YYWSTCCMYGASSIP；
〈210〉4
〈211〉 16
〈212〉多肽
〈213〉人工序列
DDEKCCMYFPIGSSRV；
〈210〉5
〈211〉 15
〈212〉多肽
〈213〉人工序列
AAGSPQDDGSSEEKY；
〈210〉6
〈211〉 14
〈212〉多肽
〈213〉人工序列
IPPGSSLIPPGSIP；
〈210〉7
〈211〉 12
〈212〉多肽
〈213〉人工序列
MCTSGSDEKPPP；
〈210〉8
〈211〉 11
〈212〉多肽
〈213〉人工序列
MIPTCCGSRIP；
〈210〉9
〈211〉 11
〈212〉多肽
〈213〉人工序列
CYPDDQGSRHH；
〈210〉10
〈211〉 14
〈212〉多肽
〈213〉人工序列
GAVPPISGADCCIQ；
〈210〉11
〈211〉 13
〈212〉多肽
〈213〉人工序列
YYGWPSEEKGNNY；
〈210〉12
〈211〉 12
〈212〉多肽
〈213〉人工序列
QQDSYMMIPSYS；
〈210〉13
〈211〉 12
〈212〉多肽
〈213〉人工序列
GSGPGICCMYQP。
Claims (2)
1.一种人造皮肤的制造方法，其特征在于：制备步骤如下：第一步，A料的制备：取去离子水950重量份、乙酸65重量份、绝对粘度为4764mpa.s的聚丙烯酸60重量份，置于反应釜中，在50℃、1000-3000转/min搅拌作用下溶解1.5小时，成为pH值为4.0、重量份为1075的A料；第二步，B料的制备：A料制成后，保持反应釜内A料的温度在50℃、并在1000-3000转/min下对其搅拌，用30min的时间逐渐将90重量份的纳米壳聚糖加进A料中，直至纳米壳聚糖被全部溶解，成为纳米壳聚糖溶液，称为B料；第三步，纳米壳聚糖与多肽和乳酸的聚合物囊体的制备：B料制成后，将反应釜内的B料在1000-3000转/min搅拌和100W超声波共同作用下，在1.5小时内将其温度从45℃逐渐加热至65℃，然后，再加入20重量份的表面活性剂，继续在前述搅拌和超声波共同作用下，逐渐加入5重量份的乳酸和10重量份的多肽SEQ ID NO:1-13任一所示，在不停止搅拌和超声波作用下进行聚合反应2小时，接着用1.5小时将反应釜内的温度，从65℃逐渐升至90℃，并在此温度下保持聚合反应1小时，聚合反应即告完结，趁热过滤，即获得浅肉色纳米壳聚糖与多肽和乳酸的聚合物囊体；第四步，将纳米壳聚糖与多肽和乳酸的聚合物囊体处理成纳米壳聚糖人造皮肤，将纳米壳聚糖与多肽和乳酸的聚合物囊体，用40℃的去离子水洗至中性，并剪切成膜，然后将这种膜在50℃温度下干燥1.5小时，即得到纳米壳聚糖人造皮肤。
2.如权利要求1所述方法制备得到的人造皮肤。
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