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生長因子緩釋型雙層人工皮膚.pdf

摘要
申請專利號:

CN200910223208.9

申請日:

2009.11.20

公開號:

CN101716376B

公開日:

2014.10.22

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||專利申請權的轉移IPC(主分類):A61L 27/40變更事項:申請人變更前權利人:深圳蘭度生物材料有限公司變更后權利人:深圳齊康醫療器械有限公司變更事項:地址變更前權利人:518000 廣東省深圳市南山區科技園南區深圳清華大學研究院大樓C區306室變更后權利人:518000 廣東省深圳市光明新區招商局光明科技園B6棟2A登記生效日:20111220|||專利申請權的轉移IPC(主分類):A61L 27/40變更事項:申請人變更前權利人:佘振定變更后權利人:深圳蘭度生物材料有限公司變更事項:地址變更前權利人:518057 廣東省深圳市南山區高新技術產業園南區高新公寓2棟4單元601變更后權利人:518000 廣東省深圳市南山區科技園南區深圳清華大學研究院大樓C區306室登記生效日:20110921|||實質審查的生效IPC(主分類):A61L 27/40申請日:20091120|||公開
IPC分類號: A61L27/40; A61L27/54; A61L27/60; A61F2/10 主分類號: A61L27/40
申請人: 深圳齊康醫療器械有限公司
發明人: 佘振定; 譚榮偉; 王明波
地址: 518000 廣東省深圳市光明新區招商局光明科技園B6棟2A
優先權:
專利代理機構: 深圳市維邦知識產權事務所 44269 代理人: 王昌花
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法律狀態
申請(專利)號:

CN200910223208.9

授權公告號:

101716376B||||||||||||

法律狀態公告日:

2014.10.22|||2012.02.01|||2011.11.09|||2010.07.21|||2010.06.02

法律狀態類型:

授權|||專利申請權、專利權的轉移|||專利申請權、專利權的轉移|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明涉及一種用于皮膚損傷修復、且具有相關生長因子緩釋功能的生長因子緩釋型雙層人工皮膚及其制備方法,該人工皮膚分為表皮層和真皮層兩層,其中表皮層是由具備防水、透氣、保護真皮的微孔雙層薄膜構成,與空氣接觸的上層的材質為聚氨酯、或硅橡膠、或聚乙二醇,或對苯二甲酸乙二醇酯等醫用材料;與真皮接觸的下層是絲素蛋白和殼聚糖構建的天然生物大分子薄膜,人工皮膚的真皮層是由膠原蛋白、多糖和載皮膚再生和修復相關生長因子的微球構成的,微球具有很好的緩釋功能,緩釋周期等于或稍長于膠原蛋白和多糖的降解周期,能與皮膚再生修復周期相匹配,該人工皮膚的厚度在0.5~1.5毫米之間,可根據需要調整厚度。

權利要求書

1: 一種人工皮膚,由表皮層和真皮層組成,其特征在于,表皮層由與空氣接觸的上層和與真皮接觸的下層的微孔半滲透性雙層薄膜構成,與空氣接觸的上層的材質為聚氨酯、或硅橡膠、或聚乙二醇,或對苯二甲酸乙二醇酯等醫用材料;與真皮接觸的下層是絲素蛋白和殼聚糖構建的天然生物大分子薄膜。
2: 根據權利要求1所述的人工皮膚,其特征在于,其中下層中的天然生物大分子薄膜的制備方法如下: 殼聚糖溶液和蛋白溶液的配制, 殼聚糖溶液的濃度為1%~3%的殼聚糖溶液, 絲素蛋白溶液的濃度為:1%~5%的蛋白溶液, 配制方法: (1).殼聚糖溶液,取取一定量的去離子水或一定濃度的有機溶劑,溶解一定質量的殼聚糖,得到殼聚糖粘稠溶液,濃度為1%~3%, (2).配制蛋白溶液,取一定量的去離子水或一定濃度的有機溶劑,溶解一定質量的絲素蛋白得到蛋白溶液,濃度為1%~5%, 將蛋白溶液/殼聚糖溶液混合,二者在混合溶液中的濃度范圍分別是0.5%~5%和0.5%-3%,在模具中干燥,制成薄膜。
3: 根據權利要求1所述的人工皮膚,其特征在于,真皮層是由膠原蛋白,多糖和載生長因子微球構成的。
4: 根據權利要求3所述的人工皮膚,其特征在于,膠原蛋白是:由I型膠原蛋白或III型膠原蛋白中的一種或兩種的混合物,多糖為:透明質酸、或殼聚糖、或海藻酸,或葡聚糖等中的一種或兩種,生長因子為:表皮細胞生長因子、或重組表皮細胞生長因子、或真皮細胞生長因子、或重組真皮細胞生長因子中的一種或兩種。
5: 根據權利要求4所述的人工皮膚,其特征在于,真皮層的載生長因子微球的制備步驟如下: (1)將多糖與生長因子在水中混合,制備多糖/生長因子溶液, (2)將多糖/生長因子溶液滴入生物相容性好的交聯劑溶液中,在交聯劑的作用下,多糖/生長因子溶液的液滴固化成球,然后過濾和干燥,得到載生長因子的微球,其中交聯劑溶液選自:多聚磷酸鈉、或氯化鈣、或檸檬酸鈣、或甘油磷酸鈉中的一種。
6: 權利要求1所述的人工皮膚的制備方法,其特征在于,具體步驟如下: 表皮層制備步驟是: (1)、將上層的一面用硫酸或硝酸或鹽酸修飾; (2)、在模具中加入絲素蛋白和殼聚糖混合溶液,二者在混合溶液中的濃度范圍分別是0.5%~5%和0.5%-3%, 經過梯度干燥,制備出均勻的絲素蛋白和殼聚糖的薄膜,該層薄膜呈微孔結構,孔的尺寸在20~100微米之間; (3)、將上述(1)所制備的修飾過的上層與(2)所制備的下層通過施加一定的壓力復合制備得到表皮層,并用醇溶液固化; 真皮層的載生長微球的制備步驟如下: (1)將多糖與選取的生長因子在水中混合制備出多糖/生長因子溶液,多糖的濃度范 圍為0.5%~10%,生長因子的濃度為5~50ug/ml; (2)將多糖/生長因子溶液滴入生物相容性好的交聯劑溶液中,在交聯劑的作用下,多糖/生長因子溶液的液滴固化成球,然后過濾和干燥,得到載生長因子的微球;
7: 權利要求1所述的人工皮膚的制備方法,其特征在于,人工皮膚的表皮層和真皮層的復合步驟如下: (1)將膠原蛋白、多糖和載生長因子的微球在水中混合制備得到三者的混合液,其中膠原蛋白的濃度為0.5%~30%,多糖的濃度為0.1%~10%,微球的濃度為0.01~0.2%; (2)將混合液噴涂在表皮層上,然后冷凍干燥,真皮層的厚度由涂覆和冷凍干燥次數決定,可根據需要進行調整;即制備出載有生長因子的人工皮膚。
8: 根據權利要求9所述的人工皮膚的制備方法,其特征在于,具體步驟如下: 表皮層制備: (1)、將聚氨酯上層的一面用棉簽涂覆一層濃硫酸,放置2小時,清洗干凈, (2)、在模具中加入絲素蛋白和殼聚糖混合溶液,二者在混合溶液中的濃度分別是4%和1%,經過梯度干燥,制備出均勻的絲素蛋白和殼聚糖薄膜,該層薄膜呈微孔結構, (3)、將上述兩層薄膜通過施壓復合制備得到表皮層,并用甲醇液固化,真空干燥,除去甲醇, 真皮層的載生長因子微球制備步驟: (4)將3%海藻酸溶液與生長因子EGF相混合制備海藻酸/EGF溶液,生長因子的濃度為30ug/ml, (5)將海藻酸/EGF溶液滴入0.1M/ml氯化鈣溶液中,液滴迅速固化成微球,然后過濾,冷凍干燥,得到載生長因子的微球。
9: 權利要求1所述的人工皮膚的制備方法,其特征在于,人工皮膚的表皮層和真皮層的復合步驟如下: (1)將膠原蛋白、多糖和載生長因子的微球在水中混合制備得到三者的混合液,其中I型膠原蛋白的濃度為3%,III型膠原蛋白的濃度為1%,殼聚糖的濃度1%,微球的濃度為0.2%, (2)將混合液噴涂在表皮層上,然后冷凍干燥,涂覆和冷凍干燥5次,制備出載生長因子EGF的人工皮膚,厚度為0.70±0.1毫米。
10: 根據權利要求1所述的人工皮膚,其特征在于,表皮層制備: (1)、將聚氨酯上層的一面用棉簽涂覆一層濃硫酸,放置2小時,清洗干凈, (2)、在模具中加入絲素蛋白和殼聚糖的混合溶液,二者在混合溶液中的濃度分別是4%和1%,經過梯度干燥,制備出均勻的絲素蛋白和殼聚糖薄膜,該層薄膜呈微孔結構, (3)、將上述兩層薄膜通過施壓復合制備得到表皮層,并用甲醇液固化,真空干燥,除去甲醇, 真皮層的載生長因子微球的制備步驟: (4)將3%海藻酸溶液與生長因子EGF相混合制備海藻酸/EGF溶液,生長因子的濃度為30ug/ml, (5)將海藻酸/EGF溶液滴入0.1M/ml氯化鈣溶液中,液滴迅速固化成微球,然后過濾,冷凍干燥,得到載生長因子的微球。 人工皮膚的表皮層和真皮層的復合步驟: (6)將膠原蛋白、殼聚糖和載生長因子的微球在水中混合制備得到三者的混合液,其中I型膠原蛋白的濃度為3%,III型膠原蛋白的濃度為1%,殼聚糖的濃度1%,微球的濃度為0.2%, (7)將混合液噴涂在表皮層上,然后冷凍干燥,涂覆和冷凍干燥5次,制備出載生長因子EGF的人工皮膚,厚度為0.70±0.1毫米。

說明書


生長因子緩釋型雙層人工皮膚

    【技術領域】

    本發明屬于醫療器械領域。更確切地說,本發明涉及一種用于皮膚損傷修復、且具有相關生長因子緩釋功能的人工皮膚及其制備方法。

    技術背景

    皮膚不僅能使人不受到污物或細菌的侵襲,也能保持人體內的水分不致逃逸。皮膚作為覆蓋和保護體表的重要組織器官,非常容易受到外傷、燒傷、炎癥等因素的損害。當大面積的皮膚受到嚴重的燒傷或損害,醫生必須立即輸入液體并保護傷口,如果僅是皮膚的淺層受損,新皮膚會再生。如果病人受到了嚴重的燒傷,皮膚就不能靠自己修復,通常須將身體其他部位的表層皮膚移植到傷口上。

    由于沒有可替代的皮膚來源,治療上多采用自體皮膚移植,如郵票植皮、網狀植皮、嵌皮等方法——醫生需要從他們身體其他部位取下一塊完好的皮膚,重新植入創傷部位。盡管能治愈創面,但在取皮部位卻留下了新的創傷,常常導致疤痕增生,甚至因過深取皮,供皮區難以自愈,形成水皰,反復潰瘍,導致“好了舊傷又添新疤”。遇到大面積嚴重燒傷的病人,如果其正常皮膚所剩無幾,缺乏自體皮膚及時封閉創面,常常引起創面及全身嚴重的感染等一系列并發癥,嚴重時有可能危及生命。

    為了修復、替代缺損的皮膚組織,各國科學家都致力于人造皮膚的研究,僅美國等少數國家掌握該項技術并實現產業化。國外已經產業化了一些人工皮膚產品,包括Integra、AlloDerm、Biobrane、DermagraftTM等,亦有一些產品處于研發階段,如ICX-SKN。但是這些產品很多是異體或異種皮經過加工處理得到的,存在著加工成本高,免疫排斥等問題。

    國內經過十多年的研究,第四軍醫大學金巖教授項目組的一個產品進入產業化,并于2007年獲得醫療器械產品注冊證書。目前已開始正式進入臨床應用。

    為了克服異種或異體皮原料的缺陷,采用仿生合成的方法并復合皮膚修復的相關生長因子,開發新型的人工皮膚市場前景廣闊,意義重大。

    發明內容:

    本發明的目的在于提供一種用于皮膚損傷修復、且具有相關生長因子緩釋功能的人工皮膚。

    本發明的人工皮膚由表皮層和真皮層組成。

    本發明的人工皮膚的表皮層,由與空氣接觸的表皮層上層和與真皮接觸的表皮層下層構成,是微孔半滲透性的雙層薄膜,具備防水、透氣、保護真皮層的功能。表皮層的上下兩層之間通過化學修飾,以此提高相互作用來實現兩層的復合。

    其中,與空氣接觸的表皮層上層的組成材料為聚氨酯、或硅橡膠、或聚乙二醇,或對苯二甲酸乙二醇酯等醫用材料;

    與真皮接觸的表皮層下層是由絲素蛋白和殼聚糖組合構建的天然生物大分子薄膜制成。

    天然生物大分子薄膜的制備方法如下:

    殼聚糖溶液和絲素蛋白溶液的配制

    殼聚糖溶液的濃度為:1%~3%的殼聚糖溶液,

    絲素蛋白溶液的濃度為:1%~5%的蛋白溶液。

    配制方法:

    (1).殼聚糖溶液。取取一定量的去離子水或一定濃度的有機溶劑,溶解一定質量的殼聚糖,得到殼聚糖粘稠溶液,濃度為1%~3%。

    (2).配制蛋白溶液。取一定量的去離子水或一定濃度的有機溶劑,溶解一定質量的絲素蛋白得到蛋白溶液。濃度為1%~5%。

    將蛋白溶液/殼聚糖溶液混合,二者在混合溶液中的濃度范圍分別是0.5%~5%和0.5%-3%。

    在模具里干燥,制成薄膜。

    本發明的人工皮膚的真皮層是由膠原蛋白,多糖和負載生長因子的微球構成的。

    其中的膠原蛋白是:由I型膠原蛋白或III型膠原蛋白中的一種或兩種的混合物,

    多糖為:透明質酸、或殼聚糖、或海藻酸,或葡聚糖中的一種或兩種。

    微球為生物緩釋微球,所載的生長因子為:表皮細胞生長因子(EGF)、或重組表皮細胞生長因子(RHEGF)、或真皮細胞生長因子(DGF)、或重組真皮細胞生長因子(RHDGF)中的一種或兩種。

    真皮層的載生長因子的微球的制備步驟如下:

    (1)將多糖與生長因子在水中混合,制備多糖/生長因子溶液,

    (2)將多糖/生長因子溶液滴入生物相容性好的交聯劑溶液中,在交聯劑地作用下,多糖/生長因子溶液的液滴固化成球,然后過濾和干燥,得到載生長因子的微球。

    其中交聯劑溶液選自:多聚磷酸鈉、或氯化鈣、或檸檬酸鈣、或甘油磷酸鈉中的一種。

    本發明的人工皮膚的制備方法,其中表皮層制備步驟是:

    (1)、將上層的一面用硫酸或硝酸或鹽酸修飾。

    (2)、在模具中加入絲素蛋白和殼聚糖的混合溶液,二者在混合溶液中的濃度范圍分別是0.5%~5%和0.5%-3%。,經過梯度干燥,制備出均勻的絲素蛋白和殼聚糖的薄膜,該層薄膜呈微孔結構,孔的尺寸在20~100微米之間。

    (3)、將上述(1)所制備的修飾過的上層與(2)所制備的下層通過施加一定的壓力復合制備得到表皮層,并用醇溶液固化。

    真皮層的載生長因子微球的制備步驟是:

    (1)將海藻酸,殼聚糖或葡聚糖中一種多糖與選取的生長因子在水中混合制備出多糖/生長因子溶液,多糖的濃度范圍為0.5%~10%,生長因子的濃度為5~50ug/ml。

    (2)將多糖/生長因子溶液滴入生物相容性好的交聯劑溶液中,在交聯劑的作用下,多糖/生長因子溶液的液滴固化成球,然后過濾和干燥,得到載生長因子的微球。

    本發明的人工皮膚的表皮層和真皮層的復合步驟如下:

    (1)將膠原蛋白、多糖和載生長因子的微球在水中混合制備得到三者的混合液,其中膠原蛋白的濃度為0.5%~30%,多糖的濃度為0.1%~10%,微球的濃度為0.01~0.2%。

    (2)將混合液噴涂在表皮層上,然后冷凍干燥,真皮層的厚度由涂覆和冷凍干燥次數決定,可根據需要進行調整。即制備出載有生長因子的人工皮膚。

    本發明最優選的制備方法在實施例中。

    本發明的人工皮膚具備緩釋相關生長因子的功能,厚度在0.5~1.5毫米之間,可根據需要調整厚度。

    本發明的人工皮膚具有很好的緩釋功能,緩釋周期3-4周,3周后生長因子釋放完80%。

    本發明的人工皮膚與現有技術相比具有防水性好,透氣性好,修復性強,排斥性小,具有緩釋功能,成本低廉,制備方法簡單,適合大規模生產。

    【具體實施方式】

    下面將結合實施例進一步說明本發明的人工皮膚,但不起到限制作用。

    實施例1、人工皮膚

    表皮層制備:

    (1)、將聚氨酯上層的一面用棉簽涂覆一層濃硫酸,放置2小時,清洗干凈。

    (2)、在模具中加入絲素蛋白和殼聚糖的混合溶液,二者在混合溶液中的濃度分別是4%和1%。

    經過梯度干燥,制備出均勻的絲素蛋白和殼聚糖薄膜,該層薄膜呈微孔結構。

    (3)、將上述兩層薄膜通過施壓復合制備得到表皮層,并用甲醇液固化,真空干燥,除去甲醇。

    真皮層的載生長因子微球的制備步驟:

    (4)將3%海藻酸溶液與生長因子EGF相混合制備海藻酸/EGF溶液,生長因子的濃度為30ug/ml。

    (5)將海藻酸/EGF溶液滴入0.1M/ml氯化鈣溶液中,液滴迅速固化成微球,然后過濾,冷凍干燥,得到載生長因子的微球。

    人工皮膚的表皮層和真皮層的復合步驟:

    (6)將膠原蛋白、殼聚糖和載生長因子的微球在水中混合制備得到三者的混合液,其中I型膠原蛋白的濃度為3%,III型膠原蛋白的濃度為1%,殼聚糖的濃度1%,微球的濃度為0.2%。

    (7)將混合液噴涂在表皮層上,然后冷凍干燥,涂覆和冷凍干燥5次,制備出載生長因子EGF的人工皮膚,厚度為0.70±0.1毫米。

    實施例2、人工皮膚

    表皮層制備:

    (1)、將硅橡膠上層的一面用棉簽涂覆一層濃硫酸,放置1小時,清洗干凈。

    (2)、在模具中加入絲素蛋白和殼聚糖的混合溶液,二者在混合溶液中的濃度分別是3%和1%

    經過梯度干燥,制備出均勻的絲素蛋白/殼聚糖薄膜,該層薄膜呈多孔結構。

    (3)、將上述兩層薄膜通過施壓復合制備得到表皮層,并用甲醇液固化,然后真空干燥,除去甲醇。

    真皮層的載生長因子微球的制備步驟:

    (4)將1%海藻酸溶液與生長因子EGF相混合制備海藻酸/EGF溶液,生長因子的濃度為30ug/ml。

    (5)將海藻酸/EGF因子溶液滴入0.1M/ml氯化鈣溶液中,液滴迅速固化成球,然后過濾,冷凍干燥,得到載生長因子的微球。

    人工皮膚的表皮層和真皮層的復合步驟:

    (6)將膠原蛋白、透明質酸和載生長因子的微球在水中混合,制備得到三者的混合液,其中I型膠原蛋白的濃度為4%,III型膠原蛋白的濃度為1%,透明質酸的濃度0.5%,微球的濃度為0.2%。

    (7)將混合液噴涂在表皮層上,然后冷凍干燥,涂覆和冷凍干燥8次,制備出載有生長因子的人工皮膚,厚度為0.85±0.1毫米。

    實施例3、人工皮膚

    表皮層制備:

    (1)、將硅橡膠上層的一面用棉簽涂覆一層濃硫酸,放置1小時,清洗干凈。

    (2)、在模具中加入絲素蛋白和殼聚糖的混合溶液,二者在混合溶液中的濃度分別是5%和3%。

    經過梯度干燥,制備出均勻的絲素蛋白/殼聚糖薄膜,該層薄膜呈多孔結構。

    (3)、將上述兩層薄膜通過施壓復合制備得到表皮層,并用甲醇液固化,然后真空干燥,除去甲醇。

    真皮層的載生長因子微球的制備步驟:

    (4)將1%海藻酸溶液與生長因子EGF相混合制備海藻酸/EGF溶液,生長因子的濃度為30ug/ml。

    (5)將海藻酸/EGF因子溶液滴入0.1M/ml氯化鈣溶液中,液滴迅速固化成球,然后過濾,冷凍干燥,得到載生長因子的微球。

    人工皮膚的表皮層和真皮層的復合步驟:

    (6)將膠原蛋白、葡聚糖和載生長因子的微球在水中混合,制備得到三者的混合液,其中I型膠原蛋白的濃度為0.2%,III型膠原蛋白的濃度為0.3%,葡聚糖的濃度0.1%,微球的濃度為0.1%。

    (7)將混合液噴涂在表皮層上,然后冷凍干燥,涂覆和冷凍干燥8次,制備出載有生長因子的人工皮膚,厚度為0.85±0.1毫米。

    實施例4、人工皮膚

    表皮層制備:

    (1)、將硅橡膠上層的一面用棉簽涂覆一層濃硫酸,放置1小時,清洗干凈。

    (2)、在模具中加入絲素蛋白和殼聚糖的混合溶液,二者在混合溶液中的濃度分別是3%和1%。

    經過梯度干燥,制備出均勻的絲素蛋白和殼聚糖薄膜,該層薄膜呈多孔結構。

    (3)、將上述兩層薄膜通過施壓復合制備得到表皮層,并用甲醇液固化,然后真空干燥,除去甲醇。

    真皮層的載生長因子微球的制備步驟:

    (4)將1%海藻酸溶液與生長因子EGF相混合制備海藻酸/EGF溶液,生長因子的濃度為30ug/ml。

    (5)將海藻酸/EGF因子溶液滴入0.1M/ml氯化鈣溶液中,液滴迅速固化成球,然后過濾,冷凍干燥,得到載生長因子的微球。

    人工皮膚的表皮層和真皮層的復合步驟:

    (6)將膠原蛋白、殼聚糖和載生長因子的微球在水中混合,制備得到三者的混合液,其中I型膠原蛋白的濃度為20%,III型膠原蛋白的濃度為10%,殼聚糖的濃度10%,微球的濃度為0.01%。

    (7)將混合液噴涂在表皮層上,然后冷凍干燥,涂覆和冷凍干燥8次,制備出載有生長因子的人工皮膚,厚度為0.85±0.1毫米。

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