CN108853601B - 一种人造皮肤及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种人造皮肤及其制备方法，其解决了现有人造皮肤在植皮后常会出现因人造皮肤抑菌功能持续有效性差或降解无序混乱，导致植皮失败的技术问题，其由防护膜层、致密膜层、填充复合物组成的双层结构，防护膜层涂覆连接在致密膜层的上表面，致密膜层为多孔膜结构，致密膜层内沿三维方向设有网状孔隙，孔隙内连接布满填充复合物；防护膜层为艾草提取物，致密膜层由聚羧酸酐和聚丁二酸乙二醇酯混合熔融沉积成型制成，填充复合物由胶原、聚赖氨酸、甘氨酸、阿拉伯胶、柠檬酸、具有抗菌抗病毒作用的中药提取物组成，本发明还提供了人造皮肤的制备方法，可广泛应用于医疗辅助技术领域。

Description

一种人造皮肤及其制备方法

技术领域

本发明涉及医疗辅助技术领域，特别涉及一种人造皮肤及其制备方法。

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、电解质等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都可以自我恢复，当大面积的皮肤受到严重的烧伤或损害，医生必须立即输入液体并保护伤口，如果仅是皮肤的浅层受损，新皮肤会再生。如果病人受到了严重的烧伤，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。而且，如果是大面积的烧伤，其正常皮肤所剩无几，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，严重时将会危机生命，在这种情况下就需要使用人造皮肤。人造皮肤是利用工程学和细胞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。

目前全世界研究应用过的人造皮肤主要有以下几类：(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人造皮肤；(2)再生蛋白和动物组织羊膜、腹膜和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。许多生物性材料如透明质酸、壳聚糖、甲壳素和相似的具有纤维网状结构的材料被用于制作合成膜。以上各类人造皮肤，在临床应用中，目前常用的植皮方法是筛状植皮法，将人造皮肤在植入前切开许多小口，然后在一定张力作用的情况下，将其固定于受创伤的皮肤面，在增加人造皮肤面积的同时也便于渗出液流出，随着人造皮肤的生长，这些小孔可以自行愈合，遗留的斑状疤痕也可以逐渐消退。现有人造皮肤在植皮完成后常会出现因人造皮肤抑菌功能持续有效性差，导致创面感染溃烂，或降解无序混乱，阻碍自身体皮生长，最终导致植皮失败，在人体皮肤较厚位置进行皮肤移植发生上述问题的现象尤为明显。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术的不足，提供一种人造皮肤及其制备方法，使人造皮肤在植皮后具有药物缓控释放和逐层降解的效果，为新皮肤提供持续良好的抑菌和生长环境。

为此，本发明提供一种人造皮肤，其由防护膜层、致密膜层、填充复合物组成的双层结构，防护膜层涂覆连接在致密膜层的上表面，致密膜层为多孔膜结构，致密膜层内沿三维方向设有网状孔隙，孔隙内连接布满填充复合物；防护膜层由艾草提取物构成，致密膜层由聚羧酸酐和聚丁二酸乙二醇酯混合熔融沉积成型构成，致密膜层设有第一打印层和第二打印层，第一打印层和第二打印层的打印线均为弓形折叠而成，第一打印层设有第一弓形凹陷部，第一弓形凹陷部分别朝向左右方向，第二打印层设有第二弓形凹陷部，第二弓形凹陷部分别朝向前后方向，致密膜层为第一打印层与第二打印层交替层层叠加连接设置；填充复合物由胶原、聚赖氨酸、甘氨酸、阿拉伯胶、柠檬酸、具有抗菌抗病毒作用的中药提取物构成，具有抗菌抗病毒作用的中药提取物包括艾草提取物；防护膜层的厚度为50-200μm；致密膜层的厚度为1-3mm；孔隙的孔径为100-800μm，孔隙的孔隙率为50-90％。

优选的，防护膜层的制作原料由以下重量份数的组份构成：艾草提取物的重量份数为1-5份；去离子水适量；

致密膜层的制作原料由以下重量份数的组份构成：聚羧酸酐20-50份；聚丁二酸乙二醇酯20-50份；胶原20-50份；聚赖氨酸10-30份；甘氨酸10-20份；阿拉伯胶5-10份；柠檬酸5-10份；具有抗菌抗病毒作用的中药提取物15-30份，具有抗菌抗病毒作用的中药提取物由艾草提取物和其他具有抗菌抗病毒作用的中药提取物组成，其中艾草提取物10-20份，其他具有抗菌抗病毒作用的中药提取物5-10份；去离子水适量；

其他具有抗菌抗病毒作用的中药提取物为薄荷提取物、大青叶提取物、苦参提取物、当归提取物、白芷提取物、山茱萸提取物、辛夷提取物中的一种或一种以上混合物，以满足人体对于不同皮肤创面部位的抗菌抗病毒的需求。

上述的一种人造皮肤的制备方法，其包括以下步骤：

(1)、按照重量份数，分别称取防护膜层的制作原料：艾草提取物1-5份、去离子水适量；

称取致密膜层的制作原料：聚羧酸酐20-50份、聚丁二酸乙二醇酯20-50份；胶原20-50份；聚赖氨酸10-30份；甘氨酸10-20份；阿拉伯胶5-10份；柠檬酸5-10份；具有抗菌抗病毒作用的中药提取物15-30份，其中艾草提取物10-20份，其他具有抗菌抗病毒作用的中药提取物5-10份；去离子水适量。

(2)、将步骤(1)称取的致密膜层的制作原料聚羧酸酐、聚丁二酸乙二醇酯混合均匀后加入螺杆挤出机中进行混合挤出，制备成颗粒状材料。将聚羧酸酐和聚丁二酸乙二醇酯进行熔融充分混合后，为下步做好原料准备。

(3)、将步骤(2)制备的颗粒状材料加入到3D打印机的挤出机中，加热到100-200℃进行熔融挤出，第一打印层打印结束后，3D打印机的成型平台下降一个打印层的高度，在第一打印层上表面形成第二打印层，重复上述步骤使第一打印层和第二打印层交替层层叠加连接，直至整个致密膜层打印结束，制备成致密膜层。3D打印机为现有装置，采用熔融沉积成型方法，逐层将第一打印层和第二打印层交替层层堆叠，直到所需致密膜层成型。由于第一打印层和第二打印层的打印线均为弓形折叠而成，第一打印层的弓形凹陷部朝向左右方向，第二打印层的弓形凹陷部朝向前后方向，致密膜层为第一打印层与第二打印层交替层层叠加连接设置，使得成型后的致密膜层为多孔膜结构，致密膜层内沿三维方向设有网状孔隙。

(4)、将步骤(1)称取的致密膜层的制作原料胶原、聚赖氨酸、甘氨酸、阿拉伯胶、柠檬酸、具有抗菌抗病毒作用的中药提取物、去离子水进行混合搅拌均匀，制备成混合物溶液。为下步填充致密膜层内孔隙做好准备。

(5)、将步骤(3)制得的致密膜层加入到步骤(4)制得的混合物溶液中，真空处理并浸泡10-30min后取出进行紫外光照射，然后在10-30℃温度下干燥0.5-1h，在步骤(3)制得的致密膜层的孔隙内形成填充复合物。真空处理将步骤(3)制得的致密膜层的孔隙内部气体排出，促进步骤(4)制得的混合物溶液顺利浸入到致密膜层的孔隙内，孔隙内没有气泡，浸入的混合溶液经紫外光照射、干燥工序后形成的填充复合物不会发生中断，其内部各相关原料之间以及外部与孔隙内壁之间实现均匀粘附；紫外照射使孔隙内的混合溶液中的胶原发生交联反应，一方面增强填充复合物与孔隙内壁之间的粘结力，另一方面填充复合物内部各相关原料不易脱落；干燥将孔隙内的去离子水蒸发，使阿拉伯胶的粘结作用更加显著，增强填充复合物内部各相关原料之间、填充复合物与孔隙孔壁之间的粘结力，使人造皮肤植皮后，致密膜层的孔隙内的填充复合物不松散、不脱落，稳定可靠，使填充复合物内部各相关原料之间均匀分布，有助于植皮后具有抗菌抗病毒等作用的原料综合缓控释放，为新皮肤提供持续抑菌环境和生长环境。

(6)、重复步骤(5)多次，直到致密膜层内的孔隙填满填充复合物，制备成致密膜层。经显微镜观察人造皮肤的表面无孔洞即为填满。

(7)、将步骤(1)称取的防护膜层的制作原料艾草提取物、去离子水混合均匀，喷雾涂覆在步骤(6)制备的致密膜层的外表面，形成一层防护膜层，最终制备成人造皮肤。艾草提取物与去离子水混合均匀喷涂在致密膜层的外表面，形成一层防护膜。

优选的，步骤(5)中的紫外光照射为将完成浸泡的致密膜层放在金属箔上，紫外灯高度15-30cm，照射时间为1-5h，且照射时间随步骤(6)浸泡的次数逐渐增长。促进致密膜层孔隙内渗入的混合溶液中的胶原交联反应充分完成。

本发明原料中药提取物在杀菌消毒等方面的药理如下：

艾草提取物：艾草系多年生草本植物，有较高的药用价值和悠久的应用历史。现代医学的药理研究表明，艾叶是一种光谱的抗菌抗病毒药物，他对好多细菌和病毒具有抑制和杀伤作用。其主要化学成分有挥发油、桉叶烷、三萜类、黄酮类，还有很多微量元素。具有抗菌抗病毒，抗过敏、镇静免疫、抗血小板凝集等功效；对金黄色葡萄球菌、白色葡萄球菌、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌等细菌性皮肤致病菌有明显的抑制作用。并且其具有独特的加速深层皮肤细胞的新陈代谢，抑制血小板凝集，加速血液循环的功效；使其在人造皮肤中发挥巨大的作用，可以极大地加快人体缺损皮肤的生长速度。采用艾草提取物与其他的药物进行复配，可以扩大此人造皮肤的抑菌范围，使得其抑菌性进一步增强；

薄荷提取物：能抑制疱疹病毒、牛痘病毒、Semliki森林病毒和流行性腮腺病毒均有抑制作用，对枯草芽孢杆菌和变形杆菌具有抑菌作用。

大青叶提取物：对金黄色葡萄球菌、白色葡萄球菌、甲型链球菌、乙型链球菌具有明显的抑菌作用；

苦参提取物：豆科槐属落叶灌木，对痢疾杆菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌具有极强的杀菌作用，杀菌率在99％以上；对瑾色毛廯菌等十多种皮肤真菌有不同程度的抑制作用；对空气自然菌和物体表面消毒效果能达成规定的消毒要求；

白芷提取物：具有抗菌作用，对大肠埃希菌、痢疾杆菌、伤寒杆菌、铜绿假单胞菌、革兰阳性菌以及人型结核杆菌等细菌均有不同程度的抑制作用；对皮肤真菌感染有良好的抑制作用；

山茱萸提取物：对堇色毛癣菌、同心性毛癣菌、许兰黄癣菌、奥杜盎小芽胞癣菌、铁锈色癣菌、羊毛状小芽胞癣菌、腹股沟表皮癣菌、红色表皮癣菌、考夫曼-沃尔夫表皮癣菌、星形奴卡菌等皮肤真菌均有不同程度的抑制作用；用于烧烫伤具有较好的效果；

辛夷提取物：对趾间毛癣菌、白色念珠菌等多种真菌及金黄色葡萄球菌、乙型链球菌等有一定的抑制作用。

本发明的有益效果是：

(1)、本发明在植皮后具有良好的药物缓控释放和逐层降解的效果，为新皮肤提供持续良好的抑菌和生长环境。本发明不阻碍自体皮和内部新生皮肤的生长，促进创面愈合；细胞在人造皮肤内表面，细胞本身就会进行自身的生长和增殖，植入人造皮肤后，可以为细胞提供更利于生长和增殖的微环境，但是人造皮肤的存在占据了细胞生长和增殖的空间，因此可降解人造皮肤可以逐渐降解出人体皮肤细胞的生长和增殖空间，并提供营养物质，例如胶原、阿拉伯胶等。降解包括水解和细胞降解等过程，内表面更满足降解的要求因此更利于降解的发生，致密膜层采用聚羧酸酐其化学链上除了具有易水解的化学键外，还要有适当的疏水基团从而使材料表面的水解速率大于扩散到材料内部的速率，因此降解过程是从内表面逐渐向外降解。人造皮肤在植入以后，在与皮肤创面相接触的致密膜层内表面的具有杀菌消毒作用的填充复合物先发挥作用，并且所采用的聚羧酸酐具有良好的表面降解性能，能够保证人造皮肤的降解是从内表面向外逐步降解的，使得随着细胞的生长增殖和人造皮肤内表面的降解吸收同步进行，填充复合物内的甘氨酸、聚赖氨酸、柠檬酸、中药提取物等逐步得到释放，发挥其作用，实现人造皮肤植入期全时段的抑菌效果及促伤口愈合的作用。聚丁二酸乙二醇酯是一种可生物降解型聚酯，具有良好的柔顺性和热稳定性，机械性能较好，加工性能较好，聚丁二酸乙二醇酯具有较好的降解性能，与聚羧酸酐按照配比混合，调节人造皮肤从内到外的降解速率，以满足不同厚度的人体皮肤创面移植需求。由于胶原的存在使人造皮肤为致密膜，可以防止体内水分、电解质、其他物质向外丢失。

(2)、本发明具有良好的抑菌性的同时对细胞具有弱刺激性。本发明应用到干净伤口或供皮区时，能与皮肤创面紧密接触，一方面保证皮肤创面无菌无毒，防止细菌入侵，具有较强抑菌功能，能够保护皮肤创面不受感染；另一方面使用安全便捷，能够有效的控制疼痛，对皮肤创面无刺激或刺激性较小。聚赖氨酸能够破坏微生物的细胞膜结构，引起细胞的物质、能量和信息传递的中断，还能与胞内的核糖体结合影响生物大分子的合成，杀死微生物；而甘氨酸具有良好的阻碍细菌细胞壁的形成的作用；柠檬酸可以与钙离子形成络合物，使血液凝固受阻，杀灭细菌芽孢；聚赖氨酸、甘氨酸、柠檬酸之间的协同作用极大地全面提升对微生物的抑制作用，使制得的人造皮肤具有强的抑菌性。另外，本发明采用具有抗菌抗病毒作用的中药提取物，其中艾草提取物是具有较强的抗过敏、抗菌抗病毒的药物，对大部分病毒和细菌都有抑制和杀伤的作用，薄荷提取物、大青叶提取物等其他具有抗菌抗病毒作用的中药提取物与艾草提取物进行复配，显著提高抗菌抗病毒作用。由于采用的是中草药提取物，对人造皮肤植入部位的损伤细胞具有较小的刺激作用，使得在获得良好抑菌性的同时可以尽量不伤害正常细胞。采用聚赖氨酸、甘氨酸、柠檬酸和具有抗菌抗病毒作用的中药提取物协同共同使用，极大地提高了其抑菌性和抗病毒性，也极大地提高了创伤部位的修复速率。

(3)、本发明在采用筛状植皮法时可以保证人造皮肤不损坏，不失效。采用聚羧酸酐和聚丁二酸乙二醇酯作为基体形成致密膜层，通过致密膜层的孔隙内的填充复合物内胶原通过紫外线照射化学交联和阿拉伯胶通过干燥物理粘接，加之真空处理使填充复合物连续不中断、均匀粘附在孔隙内壁上，三者之间的协同作用，增强填充复合物内部各相关原料之间、以及填充复合物与孔隙孔壁之间的粘结力，进一步使得人造皮肤内部产生极大地结合力；而致密膜层为第一打印层与第二打印层交替层层叠加连接设置，而第一打印层的第一弓形凹陷部分别朝向左右方向，而与第二弓形凹陷部分别朝向前后方向，使致密膜层形成三维网状结构，加之第一打印层与第二打印层分别为弓形折叠，第一弓形凹陷部和第二弓形凹陷部的底部打印线均位于人造皮肤的边缘处，使人造皮肤本身具备较强的抗撕裂性能。总之，本发明人造皮肤具有高的抗破裂能力并能够保持一定的柔软性和弯曲性能，具有一定强度和弹性，通透性好，可以有效提高人造皮肤的抗张性能，有效避免了人造皮肤从切口处被撕裂，提高了手术的成功率，使得此人造皮肤得到极大地应用。

(4)、防护膜层中的艾草提取物是具有较强的抗过敏、抗菌抗病毒的药物，对很多的病毒和细菌都有抑制和杀伤的作用；防护膜层作为人造皮肤的最外层，一方面防止外源性细菌和病毒侵入体内，另一方面防止皮肤创面水份、电解质、其他物质通过致密膜层散失到体外。防护膜层喷涂在致密膜层的外表层，植皮完成后，人造皮肤内层致密膜层与皮肤创面紧密连接，其中致密膜层内的填充复合物的上端与防护膜层相连接，填充复合物的下端与皮肤创面相连接，人造皮肤在植入体内后与皮肤创面相连的致密膜层内表面的药物先发生作用，随着降解过程的进行，中间的药物逐渐释放，当降解进行到中后期时，致密膜层内的抗菌抗病毒的原料减少，此时人造皮肤的表面涂覆艾草提取物还可以经人造皮肤致密膜层的外表面扩散渗入其内部的新生皮肤中，实现抑菌性和促进皮肤细胞生长代谢的功效，促进人造皮肤在中后期抑菌功能的持续有效性。

附图说明

图1是本发明的主视图的结构示意图；

图2是图1所示的左视图的结构示意图；

图3是图1所示的A-A剖视图的结构示意图；

图4是图2所示的B-B剖视图的结构示意图；

图5是图1所示的立体图的结构示意图；

图6是图1所示的致密膜层的结构示意图；

图7是图5所示的俯视图的结构示意图；

图8是图5所示的第二打印层的俯视图的结构示意图；

图9是图5所示的第一打印层的俯视图的结构示意图；

图10是图5所示的立体图的结构示意图。

图中标记：1.防护膜层，2.致密膜层，3.填充复合物，4.孔隙，5.第一打印层，6.第二打印层，7.第一弓形凹陷部，8.第二弓形凹陷部，9.第一弓形凹陷部的底部打印线，10.第二弓形凹陷部的底部打印线。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以助于理解本发明的内容。本发明中所使用的方法如无特殊规定，均为常规的方法；所使用的原料和装置，如无特殊规定，均为常规的市售产品。

实施例1：

由图1-图5所示，本发明提供一种人造皮肤，其由防护膜层1、致密膜层2、填充复合物3组成的双层结构，防护膜层1涂覆连接在致密膜层2的上表面。

由图1-图10所示，防护膜层1由艾草提取物构成。致密膜层2为多孔膜结构，致密膜层2由聚羧酸酐和聚丁二酸乙二醇酯混合熔融沉积成型构成。致密膜层2设有第一打印层5和第二打印层6，第一打印层5和第二打印层6的打印线均为弓形折叠而成，第一打印层5的打印丝的弓形折叠形成第一弓形凹陷部7，第一弓形凹陷部7分别朝向左右方向，第一弓形凹陷部7的底部打印线9分别位于人造皮肤的左右边缘处；第二打印层6的打印丝的弓形折叠形成第二弓形凹陷部8，第二弓形凹陷部8分别朝向前后方向，第二弓形凹陷部8的底部打印线10分别位于人造皮肤的前后边缘处。

第一弓形凹陷部7分别朝向左右方向，而第二弓形凹陷部8分别朝向前后方向，使第一打印层5的打印线和第二打印层6的打印线相垂直，而致密膜层2为第一打印层5与第二打印层6交替层层叠加连接设置，一方面第一打印层5的打印线和第二打印层6的打印线构成防护膜层1的立体网状结构；另一方面第一打印层5的第一弓形凹陷部7与第二打印层6的第二弓形凹陷部8形成沿三维方向的网状孔隙4。手术过程中，将人造皮肤的边缘与人体皮肤切开小口边缘处缝合，第一弓形凹陷部7的底部打印线9分别位于人造皮肤的左右边缘处，第二弓形凹陷部8的底部打印线10分别位于人造皮肤的前后边缘处，使缝合时具有一定的抗撕裂性能。

孔隙4内连接布满填充复合物3，填充复合物3由胶原、聚赖氨酸、甘氨酸、阿拉伯胶、柠檬酸、具有抗菌抗病毒作用的中药提取物构成，具有抗菌抗病毒作用的中药提取物由艾草提取物和其他具有抗菌抗病毒作用的中药提取物组成，其中其他具有抗菌抗病毒作用的中药提取物为薄荷提取物、大青叶提取物、苦参提取物、当归提取物、白芷提取物、山茱萸提取物、辛夷提取物中的一种或一种以上混合物。

防护膜层1的厚度为50-200μm；致密膜层2的厚度为1-3mm；孔隙4孔径为100-800μm，孔隙4的孔隙率为50-90％，满足人体不同部位皮肤创口移植需求。

实施例2：

制备实施例1所述人造皮肤的方法，其包括以下步骤：

(1)、按照重量份数，分别称取防护膜层1的制作原料：艾草提取物1份、去离子水适量；

称取致密膜层2的制作原料：聚羧酸酐20份、聚丁二酸乙二醇酯20份；胶原20份；聚赖氨酸10份；甘氨酸10份；阿拉伯胶5份；柠檬酸5份；具有抗菌抗病毒作用的中药提取物15份，其中艾草提取物10份，其他具有抗菌抗病毒作用的中药提取物5份，为薄荷提取物；去离子水适量。

(2)、将步骤(1)称取的致密膜层2的制作原料聚羧酸酐、聚丁二酸乙二醇酯混合均匀后加入螺杆挤出机中进行混合挤出，制备成颗粒状材料。

(3)、将步骤(2)制备的颗粒状材料加入到3D打印机的挤出机中，加热到100℃进行熔融挤出，第一打印层5打印结束后，成型平台下降一个打印层的高度，在第一打印层5上表面形成第二打印层6，重复上述步骤使第一打印层5和第二打印层6交替层层叠加连接，直至整个致密膜层2打印结束，制备成致密膜层2。

(4)、将步骤(1)称取的致密膜层2的制作原料胶原、聚赖氨酸、甘氨酸、阿拉伯胶、柠檬酸、具有抗菌抗病毒作用的中药提取物、去离子水进行混合搅拌均匀，制备成混合物溶液。

(5)、将步骤(3)制得的致密膜层2加入到步骤(4)制得的混合物溶液中，真空处理并浸泡10min后取出进行紫外光照射，然后在10℃温度下干燥0.5h，在步骤(3)制得的致密膜层2的孔隙4内形成填充复合物3。其中紫外光照射为将完成浸泡的致密膜层2放在金属箔上，紫外灯高度15cm，照射时间为1h。

(6)、重复步骤(5)多次，紫外光照射照射时间随步骤(6)浸泡的次数逐渐增长，直到致密膜层2内的孔隙4填满填充复合物3，制备成致密膜层2。

(7)、将步骤(1)称取的防护膜层1的制作原料艾草提取物、去离子水混合均匀，喷雾涂覆在步骤(6)制备的致密膜层2的外表面，形成一层防护膜层1，最终制备成人造皮肤。

说明：可以用大青叶提取物、苦参提取物、当归提取物、白芷提取物、山茱萸提取物、辛夷提取物中的一种替换薄荷提取物。

实施例3：

制备实施例1所述人造皮肤的方法，其包括以下步骤：

(1)、按照重量份数，分别称取防护膜层1的制作原料：艾草提取物5份、去离子水适量；

称取致密膜层2的制作原料：聚羧酸酐50份、聚丁二酸乙二醇酯50份；胶原50份；聚赖氨酸30份；甘氨酸20份；阿拉伯胶10份；柠檬酸10份；具有抗菌抗病毒作用的中药提取物25份，其中艾草提取物20份，其他具有抗菌抗病毒作用的中药提取物5份，其中薄荷提取物4份、大青叶提取物1份；去离子水适量。

(2)、将步骤(1)称取的致密膜层2的制作原料聚羧酸酐、聚丁二酸乙二醇酯混合均匀后加入螺杆挤出机中进行混合挤出，制备成颗粒状材料。

(3)、将步骤(2)制备的颗粒状材料加入到3D打印机的挤出机中，加热到200℃进行熔融挤出，第一打印层5打印结束后，成型平台下降一个打印层的高度，在第一打印层5上表面形成第二打印层6，重复上述步骤使第一打印层5和第二打印层6交替层层叠加连接，直至整个致密膜层2打印结束，制备成致密膜层2。

(4)、将步骤(1)称取的致密膜层2的制作原料胶原、聚赖氨酸、甘氨酸、阿拉伯胶、柠檬酸、具有抗菌抗病毒作用的中药提取物、去离子水进行混合搅拌均匀，制备成混合物溶液。

(5)、将步骤(3)制得的致密膜层2加入到步骤(4)制得的混合物溶液中，真空处理并浸泡30min后取出进行紫外光照射，然后在30℃温度下干燥1h，在步骤(3)制得的致密膜层2的孔隙4内形成填充复合物3。其中紫外光照射为将完成浸泡的致密膜层2放在金属箔上，紫外灯高度30cm，照射时间为5h。

(6)、重复步骤(5)多次，紫外光照射照射时间随步骤(6)浸泡的次数逐渐增长，直到致密膜层2内的孔隙4填满填充复合物3，制备成致密膜层2。

(7)、将步骤(1)称取的防护膜层1的制作原料艾草提取物、去离子水混合均匀，喷雾涂覆在步骤(6)制备的致密膜层2的外表面，形成一层防护膜层1，最终制备成人造皮肤。

说明：5份其他具有抗菌抗病毒作用的中药提取物可以为薄荷提取物、大青叶提取物、苦参提取物、当归提取物、白芷提取物、山茱萸提取物、辛夷提取物中的任意两种。

实施例4：

制备实施例1所述人造皮肤的方法，其包括以下步骤：

(1)、按照重量份数，分别称取防护膜层1的制作原料：艾草提取物3份、去离子水适量；

称取致密膜层2的制作原料：聚羧酸酐30份、聚丁二酸乙二醇酯30份；胶原30份；聚赖氨酸15份；甘氨酸15份；阿拉伯胶7份；柠檬酸6份；具有抗菌抗病毒作用的中药提取物21份，其中艾草提取物15份，其他具有抗菌抗病毒作用的中药提取物6份，其中薄荷提取物4份、大青叶提取物1份、苦参提取物1份；去离子水适量。

(2)、将步骤(1)称取的致密膜层2的制作原料聚羧酸酐、聚丁二酸乙二醇酯混合均匀后加入螺杆挤出机中进行混合挤出，制备成颗粒状材料。

(3)、将步骤(2)制备的颗粒状材料加入到3D打印机的挤出机中，加热到160℃进行熔融挤出，第一打印层5打印结束后，成型平台下降一个打印层的高度，在第一打印层5上表面形成第二打印层6，重复上述步骤使第一打印层5和第二打印层6交替层层叠加连接，直至整个致密膜层2打印结束，制备成致密膜层2。

(4)、将步骤(1)称取的致密膜层2的制作原料胶原、聚赖氨酸、甘氨酸、阿拉伯胶、柠檬酸、具有抗菌抗病毒作用的中药提取物、去离子水进行混合搅拌均匀，制备成混合物溶液。

(5)、将步骤(3)制得的致密膜层2加入到步骤(4)制得的混合物溶液中，真空处理并浸泡15min后取出进行紫外光照射，然后在15℃温度下干燥1h，在步骤(3)制得的致密膜层2的孔隙4内形成填充复合物3。其中紫外光照射为将完成浸泡的致密膜层2放在金属箔上，紫外灯高度17cm，照射时间为2h。

(6)、重复步骤(5)多次，紫外光照射照射时间随步骤(6)浸泡的次数逐渐增长，直到致密膜层2内的孔隙4填满填充复合物3，制备成致密膜层2。

(7)、将步骤(1)称取的防护膜层1的制作原料艾草提取物、去离子水混合均匀，喷雾涂覆在步骤(6)制备的致密膜层2的外表面，形成一层防护膜层1，最终制备成人造皮肤。

说明：6份其他具有抗菌抗病毒作用的中药提取物可以为薄荷提取物、大青叶提取物、苦参提取物、当归提取物、白芷提取物、山茱萸提取物、辛夷提取物中的任意三种。

实施例5：

制备实施例1所述人造皮肤的方法，其包括以下步骤：

(1)、按照重量份数，分别称取防护膜层1的制作原料：艾草提取物3份、去离子水适量；

称取致密膜层2的制作原料：聚羧酸酐40份、聚丁二酸乙二醇酯40份；胶原30份；聚赖氨酸15份；甘氨酸15份；阿拉伯胶7份；柠檬酸7份；具有抗菌抗病毒作用的中药提取物22份，其中艾草提取物15份，其他具有抗菌抗病毒作用的中药提取物7份，其中薄荷提取物3份、大青叶提取物2份、苦参提取物1份、当归提取物1份；去离子水适量。

(2)、将步骤(1)称取的致密膜层2的制作原料聚羧酸酐、聚丁二酸乙二醇酯混合均匀后加入螺杆挤出机中进行混合挤出，制备成颗粒状材料。

(3)、将步骤(2)制备的颗粒状材料加入到3D打印机的挤出机中，加热到160℃进行熔融挤出，第一打印层5打印结束后，成型平台下降一个打印层的高度，在第一打印层5上表面形成第二打印层6，重复上述步骤使第一打印层5和第二打印层6交替层层叠加连接，直至整个致密膜层2打印结束，制备成致密膜层2。

(4)、将步骤(1)称取的致密膜层2的制作原料胶原、聚赖氨酸、甘氨酸、阿拉伯胶、柠檬酸、具有抗菌抗病毒作用的中药提取物、去离子水进行混合搅拌均匀，制备成混合物溶液。

(5)、将步骤(3)制得的致密膜层2加入到步骤(4)制得的混合物溶液中，真空处理并浸泡15min后取出进行紫外光照射，然后在15℃温度下干燥1h，在步骤(3)制得的致密膜层2的孔隙4内形成填充复合物3。其中紫外光照射为将完成浸泡的致密膜层2放在金属箔上，紫外灯高度17cm，照射时间为2h。

(6)、重复步骤(5)多次，紫外光照射照射时间随步骤(6)浸泡的次数逐渐增长，直到致密膜层2内的孔隙4填满填充复合物3，制备成致密膜层2。

(7)、将步骤(1)称取的防护膜层1的制作原料艾草提取物、去离子水混合均匀，喷雾涂覆在步骤(6)制备的致密膜层2的外表面，形成一层防护膜层1，最终制备成人造皮肤。

说明：7份其他具有抗菌抗病毒作用的中药提取物可以为薄荷提取物、大青叶提取物、苦参提取物、当归提取物、白芷提取物、山茱萸提取物、辛夷提取物中的任意四种。

实施例6：

制备实施例1所述人造皮肤的方法，其包括以下步骤：

(1)、按照重量份数，分别称取防护膜层1的制作原料：艾草提取物3份、去离子水适量；

称取致密膜层2的制作原料：聚羧酸酐30份、聚丁二酸乙二醇酯30份；胶原50份；聚赖氨酸20份；甘氨酸10份；阿拉伯胶7份；柠檬酸9份；具有抗菌抗病毒作用的中药提取物23份，其中艾草提取物15份，其他具有抗菌抗病毒作用的中药提取物8份，其中薄荷提取物2份、大青叶提取物2份、苦参提取物2份、当归提取物1份、白芷提取物1份；去离子水适量。

(2)、将步骤(1)称取的致密膜层2的制作原料聚羧酸酐、聚丁二酸乙二醇酯混合均匀后加入螺杆挤出机中进行混合挤出，制备成颗粒状材料。

(3)、将步骤(2)制备的颗粒状材料加入到3D打印机的挤出机中，加热到160℃进行熔融挤出，第一打印层5打印结束后，成型平台下降一个打印层的高度，在第一打印层5上表面形成第二打印层6，重复上述步骤使第一打印层5和第二打印层6交替层层叠加连接，直至整个致密膜层2打印结束，制备成致密膜层2。

(4)、将步骤(1)称取的致密膜层2的制作原料胶原、聚赖氨酸、甘氨酸、阿拉伯胶、柠檬酸、具有抗菌抗病毒作用的中药提取物、去离子水进行混合搅拌均匀，制备成混合物溶液。

(5)、将步骤(3)制得的致密膜层2加入到步骤(4)制得的混合物溶液中，真空处理并浸泡15min后取出进行紫外光照射，然后在15℃温度下干燥1h，在步骤(3)制得的致密膜层2的孔隙4内形成填充复合物3。其中紫外光照射为将完成浸泡的致密膜层2放在金属箔上，紫外灯高度17cm，照射时间为2h。

(6)、重复步骤(5)多次，紫外光照射照射时间随步骤(6)浸泡的次数逐渐增长，直到致密膜层2内的孔隙4填满填充复合物3，制备成致密膜层2。

(7)、将步骤(1)称取的防护膜层1的制作原料艾草提取物、去离子水混合均匀，喷雾涂覆在步骤(6)制备的致密膜层2的外表面，形成一层防护膜层1，最终制备成人造皮肤。

说明：8份其他具有抗菌抗病毒作用的中药提取物可以为薄荷提取物、大青叶提取物、苦参提取物、当归提取物、白芷提取物、山茱萸提取物、辛夷提取物中的任意五种。

实施例7：

制备实施例1所述人造皮肤的方法，其包括以下步骤：

(1)、按照重量份数，分别称取防护膜层1的制作原料：艾草提取物3份、去离子水适量；

称取致密膜层2的制作原料：聚羧酸酐30份、聚丁二酸乙二醇酯30份；胶原30份；聚赖氨酸30份；甘氨酸10份；阿拉伯胶7份；柠檬酸8份；具有抗菌抗病毒作用的中药提取物24份，其中艾草提取物15份，其他具有抗菌抗病毒作用的中药提取物9份，其中薄荷提取物2、大青叶提取物2、苦参提取物2、当归提取物1、白芷提取物1、山茱萸提取物1份；去离子水适量。

(2)、将步骤(1)称取的致密膜层2的制作原料聚羧酸酐、聚丁二酸乙二醇酯混合均匀后加入螺杆挤出机中进行混合挤出，制备成颗粒状材料。

(3)、将步骤(2)制备的颗粒状材料加入到3D打印机的挤出机中，加热到160℃进行熔融挤出，第一打印层5打印结束后，成型平台下降一个打印层的高度，在第一打印层5上表面形成第二打印层6，重复上述步骤使第一打印层5和第二打印层6交替层层叠加连接，直至整个致密膜层2打印结束，制备成致密膜层2。

(4)、将步骤(1)称取的致密膜层2的制作原料胶原、聚赖氨酸、甘氨酸、阿拉伯胶、柠檬酸、具有抗菌抗病毒作用的中药提取物、去离子水进行混合搅拌均匀，制备成混合物溶液。

(5)、将步骤(3)制得的致密膜层2加入到步骤(4)制得的混合物溶液中，真空处理并浸泡15min后取出进行紫外光照射，然后在15℃温度下干燥1h，在步骤(3)制得的致密膜层2的孔隙4内形成填充复合物3。其中紫外光照射为将完成浸泡的致密膜层2放在金属箔上，紫外灯高度17cm，照射时间为2h。

(6)、重复步骤(5)多次，紫外光照射照射时间随步骤(6)浸泡的次数逐渐增长，直到致密膜层2内的孔隙4填满填充复合物3，制备成致密膜层2。

(7)、将步骤(1)称取的防护膜层1的制作原料艾草提取物、去离子水混合均匀，喷雾涂覆在步骤(6)制备的致密膜层2的外表面，形成一层防护膜层1，最终制备成人造皮肤。

说明：9份其他具有抗菌抗病毒作用的中药提取物可以为薄荷提取物、大青叶提取物、苦参提取物、当归提取物、白芷提取物、山茱萸提取物、辛夷提取物中的任意六种。

实施例8：

制备实施例1所述人造皮肤的方法，其包括以下步骤：

(1)、按照重量份数，分别称取防护膜层1的制作原料：艾草提取物5份、去离子水适量；

称取致密膜层2的制作原料：聚羧酸酐30份、聚丁二酸乙二醇酯30份；胶原30份；聚赖氨酸25份；甘氨酸10份；阿拉伯胶7份；柠檬酸7份；具有抗菌抗病毒作用的中药提取物30份，其中艾草提取物20份，其他具有抗菌抗病毒作用的中药提取物10份，其中薄荷提取物2份、大青叶提取物2份、苦参提取物2份、当归提取物1份、白芷提取物1份、山茱萸提取物1份、辛夷提取物1份；去离子水适量。

(2)、将步骤(1)称取的致密膜层2的制作原料聚羧酸酐、聚丁二酸乙二醇酯混合均匀后加入螺杆挤出机中进行混合挤出，制备成颗粒状材料。

(3)、将步骤(2)制备的颗粒状材料加入到3D打印机的挤出机中，加热到160℃进行熔融挤出，第一打印层5打印结束后，成型平台下降一个打印层的高度，在第一打印层5上表面形成第二打印层6，重复上述步骤使第一打印层5和第二打印层6交替层层叠加连接，直至整个致密膜层2打印结束，制备成致密膜层2。

(4)、将步骤(1)称取的致密膜层2的制作原料胶原、聚赖氨酸、甘氨酸、阿拉伯胶、柠檬酸、具有抗菌抗病毒作用的中药提取物、去离子水进行混合搅拌均匀，制备成混合物溶液。

(5)、将步骤(3)制得的致密膜层2加入到步骤(4)制得的混合物溶液中，真空处理并浸泡15min后取出进行紫外光照射，然后在15℃温度下干燥1h，在步骤(3)制得的致密膜层2的孔隙4内形成填充复合物3。其中紫外光照射为将完成浸泡的致密膜层2放在金属箔上，紫外灯高度17cm，照射时间为2h。

(6)、重复步骤(5)多次，紫外光照射照射时间随步骤(6)浸泡的次数逐渐增长，直到致密膜层2内的孔隙4填满填充复合物3，制备成致密膜层2。

(7)、将步骤(1)称取的防护膜层1的制作原料艾草提取物、去离子水混合均匀，喷雾涂覆在步骤(6)制备的致密膜层2的外表面，形成一层防护膜层1，最终制备成人造皮肤。

分别将上述实施例2～实施例8所制备的人造皮肤进行抗拉伸实验、皮肤抗菌性检测、可降解性检测。

(1)人造皮肤的抗拉伸实验

采用本领域常规的皮肤特性的测量方法，测量人造皮肤的拉伸强度，结果如下表1所示：

表1人造皮肤的拉伸强度结果

从表1可以看出，本发明人造皮肤拉伸强度为8.1-10.5MPa，远高于人体皮肤的拉伸强度，使人造皮肤具有一定的韧性，有效避免了人造皮肤从切口处被撕裂，保证植皮成功。

(2)人造皮肤抗菌性检测、可降解性检测实验

选取28只成年裸鼠，在每只裸鼠背部开1cm×1cm的皮肤创面后，分为第一组、第二组、第三组、第四组共四个实验组，其中第一组7只，编号后分别依次植入本发明实施例2～实施例8的人造皮肤；第二组7只，编号后分别依次植入本发明实施例2～实施例8的人造皮肤；第三组7只，编号后分别依次植入市售人造皮肤；第四组7只，编号后分别依次植入市售人造皮肤。第一组、第二组作为实施例，第三组、第四组作为对比例。(实施例和对比例人造皮肤均为长1cm、宽1cm)

在人造皮肤植入8天后，分别将第一组和第三组裸鼠植入的人造皮肤取下，观察人造皮肤的降解以及裸鼠皮肤创面细胞生长增殖情况。第一组裸鼠植入的本发明人造皮肤从内到外有不同程度的降解，可以明显看出，与皮肤创面相接触的内层的降解程度要明显快于外层的降解程度，裸鼠皮肤创面细胞生长增殖情况较好，说明随着细胞的生长增殖和人造皮肤内表面的降解吸收同步进行，本发明人造皮肤满足逐层降解使用需求，取得预期良好效果。第三组裸鼠植入的市售人造皮肤从内到外降解程度均一，裸鼠皮肤创面细胞生长增殖情况较差，说明市售人造皮肤阻碍了细胞生长增殖，效果较差。

第二组和第四组裸鼠植入的人造皮肤降解到80％时，其抗菌性等检测结果如下表2所示：

表2人造皮肤的抗菌性检测、可降解性检测结果

由以上第一组和第三组、第二组和第四组对比可知，本发明人造皮肤在植皮后具有优异的药物缓控释放和逐层降解的效果，为新皮肤提供持续良好的抑菌和生长环境。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“左”、“右”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“前”、“后”、“内”、“外”、“背”、“中间”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具备特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

惟以上所述者，仅为本发明的具体实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，故其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修改，皆应仍属本发明权利要求书涵盖之范畴。

Claims (3)

1.一种人造皮肤，其特征在于，其由防护膜层、致密膜层、填充复合物组成的双层结构，所述防护膜层涂覆连接在所述致密膜层的上表面，所述致密膜层为多孔膜结构，所述致密膜层内沿三维方向设有网状孔隙，所述孔隙内连接布满所述填充复合物；所述防护膜层由艾草提取物构成，所述致密膜层由聚羧酸酐和聚丁二酸乙二醇酯混合熔融沉积成型构成，所述致密膜层设有第一打印层和第二打印层，所述第一打印层和所述第二打印层的打印线均为弓形折叠而成，所述第一打印层设有第一弓形凹陷部，所述第一弓形凹陷部分别朝向左右方向，所述第二打印层设有第二弓形凹陷部，所述第二弓形凹陷部分别朝向前后方向，所述致密膜层为所述第一打印层与所述第二打印层交替层层叠加连接设置；所述填充复合物由胶原、聚赖氨酸、甘氨酸、阿拉伯胶、柠檬酸、具有抗菌抗病毒作用的中药提取物构成，所述具有抗菌抗病毒作用的中药提取物包括艾草提取物；

所述防护膜层的厚度为50-200μm；所述致密膜层的厚度为1-3mm；所述孔隙孔径为100-800μm，孔隙率为50-90％；

所述防护膜层的制作原料由以下重量份数的组份构成：艾草提取物的重量份数为1-5份；去离子水适量；

所述致密膜层的制作原料由以下重量份数的组份构成：聚羧酸酐20-50份；聚丁二酸乙二醇酯20-50份；

所述填充复合物的制作原料由以下重量份数的组份构成：胶原20-50份；聚赖氨酸10-30份；甘氨酸10-20份；阿拉伯胶5-10份；柠檬酸5-10份；具有抗菌抗病毒作用的中药提取物15-30份，其中艾草提取物10-20份，其他具有抗菌抗病毒作用的中药提取物5-10份；去离子水适量；所述其他具有抗菌抗病毒作用的中药提取物为薄荷提取物、大青叶提取物、苦参提取物、当归提取物、白芷提取物、山茱萸提取物、辛夷提取物中的一种或一种以上混合物。

2.根据权利要求1所述的一种人造皮肤的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：

(1)、按照重量份数，分别称取所述防护膜层的制作原料：艾草提取物1-5份、去离子水适量；

称取所述致密膜层的制作原料：聚羧酸酐20-50份、聚丁二酸乙二醇酯20-50份；

称取所述填充复合物的制作原料：胶原20-50份；聚赖氨酸10-30份；甘氨酸10-20份；阿拉伯胶5-10份；柠檬酸5-10份；具有抗菌抗病毒作用的中药提取物15-30份，其中艾草提取物10-20份，其他具有抗菌抗病毒作用的中药提取物5-10份；去离子水适量；

(2)、将所述步骤(1)称取的所述致密膜层的制作原料聚羧酸酐、聚丁二酸乙二醇酯混合均匀后加入螺杆挤出机中进行混合挤出，制备成颗粒状材料；

(3)、将所述步骤(2)制备的所述颗粒状材料加入到3D打印机的挤出机中，加热到100-200℃进行熔融挤出，所述第一打印层打印结束后，成型平台下降一个打印层的高度，在所述第一打印层上表面形成所述第二打印层，重复上述步骤使所述第一打印层和所述第二打印层交替层层叠加连接，直至整个所述致密膜层打印结束，制备成所述致密膜层；

(4)、将所述步骤(1)称取的所述填充复合物的制作原料胶原、聚赖氨酸、甘氨酸、阿拉伯胶、柠檬酸、具有抗菌抗病毒作用的中药提取物、去离子水进行混合搅拌均匀，制备成混合物溶液；

(5)、将所述步骤(3)制得的所述致密膜层加入到步骤(4)制得的所述混合物溶液中，真空处理并浸泡10-30min后取出进行紫外光照射，然后在10-30℃温度下干燥0.5-1h，在所述步骤(3)制得的所述致密膜层的孔隙内形成填充复合物；

(6)、重复所述步骤(5)多次，直到所述致密膜层内的孔隙填满所述填充复合物，制备成所述致密膜层；

(7)、将所述步骤(1)称取的所述防护膜层的制作原料艾草提取物、去离子水混合均匀，喷雾涂覆在所述步骤(6)制备的所述致密膜层的外表面，形成一层所述防护膜层，最终制备成所述人造皮肤。

3.根据权利要求2所述的一种人造皮肤的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中的所述紫外光照射为将完成浸泡的所述致密膜层放在金属箔上，紫外灯高度15-30cm，照射时间为1-5h，且照射时间随所述步骤(6)浸泡的次数逐渐增长。