阅读说明：本技术 一种用于面部皮肤支架的技术方法 (Technical method for facial skin support ) 是由 王心营 欧阳则军 于 2019-10-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于面部皮肤支架的技术方法,第一步,制备生物打印墨水；第二步,使用计算机辅助软件SolidWorks设计面部皮肤支架数据模型；第三步,低温条件下进行3D生物打印,形成面部皮肤支架初型；第四步,将第三步得到的面部皮肤支架初型进行冷冻干燥成型；本发明的用于面部皮肤支架的技术方法,结合低温3D打印与冷冻干燥技术制备面部皮肤支架,可在保持支架材料本身性能的基础上,还可以实现支架材料结构的定制。(The invention discloses a technical method for a facial skin bracket, which comprises the following steps of preparing biological printing ink; secondly, designing a facial skin bracket data model by using computer aided software SolidWorks; thirdly, performing 3D biological printing under a low-temperature condition to form a facial skin support prototype; fourthly, freeze-drying and forming the primary shape of the facial skin support obtained in the third step; the technical method for the facial skin stent of the invention combines the low-temperature 3D printing and freeze drying technology to prepare the facial skin stent, and can realize the customization of the stent material structure on the basis of keeping the performance of the stent material.)

一种用于面部皮肤支架的技术方法

技术领域

本发明涉及一种用于面部皮肤支架的技术方法，属于医用美容技术领域。

背景技术

当前，在人工组织工程皮肤支架领域，用于皮肤支架制备的材料大致分为两类：一类是人工合成生物高分子材料，主要有聚乙交酯、聚己内酯、聚羟基烷酸酯、聚碳酸酯类等聚酯类材料；另一类是天然生物衍生材料，如胶原、壳聚糖、透明质酸、羧甲基壳聚糖及丝素蛋白等。大多数皮肤支架都是运用生物材料通过静电纺丝技术或交联来制造；虽然由静电纺丝得到的纳米纤维为细胞的黏附和生长提供合适的表面形态，利于细胞在支架上的黏附与生长，然而由静电纺丝制备的皮肤支架由于孔径太小，不利于细胞在深度方向上的迁移、增殖；而由交联制备的多孔皮肤支架由于其孔径和孔隙率都不可控，机械强度较差，同样会妨碍细胞生长，这限制了人工皮肤支架在皮肤损伤医学治疗领域中的应用。冷冻干燥法的原理是热致相分离，是指将高聚物与分散体系形成的聚合物溶液、乳液或水凝胶在在一定温度下预冻定型，在冷冻过程中由于冰晶晶粒生长而形成连续的互相贯穿的结构，当冰晶在真空环境下干燥升华，冰晶升华留下的孔洞得以保持，形成海绵型的多孔支架；该方法制备的支架可以最大限度保留原材料的性能，孔的比表面积大，操作简单，但是较难控制支架内部孔隙分布、孔径的尺寸偏小、机械稳定性低。本发明将冷冻干燥法与3D打印技术结合，可以精确调控支架孔径、孔隙率、连通性以及比表面积。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种用于面部皮肤支架的技术方法，结合低温3D打印与冷冻干燥技术制备面部皮肤支架，可在保持支架材料本身性能的基础上，还可以实现支架材料结构的定制。

本发明的用于面部皮肤支架的技术方法，包括以下步骤：

第一步，制备生物打印墨水；

第二步，使用计算机辅助软件SolidWorks设计面部皮肤支架数据模型；

第三步，低温条件下进行3D生物打印，形成面部皮肤支架初型；

第四步，将第三步得到的面部皮肤支架初型进行冷冻干燥成型。

作为优选的实施方案，所述生物打印墨水由丝素蛋白和羧甲基壳聚糖组成，且壳聚糖和丝素蛋白其质量比为1：9~5：5。

作为优选的实施方案，所述生物打印墨水由生物活性玻璃、丝素蛋白和羧甲基壳聚糖组成，且壳聚糖和丝素蛋白其质量比为1：9~5：5，生物活性玻璃与丝素蛋白和壳聚糖的混合物其质量比为1:10。

进一步地，所述丝素蛋白其溶液制备方法如下，

步骤一，用质量分数为0.05%的Na₂CO₃水溶液煮沸处理生丝4~6次，每次0.8~1小时，温度100~110℃，浴比1：100；

步骤二，用蒸馏水充分洗净，45~55℃烘干，得到纯丝素纤维；

步骤三，用摩尔比为1：2：8的CaCl₂、CH₃CH₂OH和H₂O三元溶剂溶解，溶液与生丝质量比为10：1，在42℃~65℃条件下搅拌溶解1~2小时得到混合溶液；

步骤四，冷却后得到的溶液注入纤维素透析膜中，截留分子量1万~1.2万，在流水中透析3天；

步骤五，将透析后的溶液风干浓缩，得到丝素蛋白浓缩水溶液，4℃保存待用。

进一步地，所述生物活性玻璃其制备方法如下：

步骤一，每30min依次将正硅酸乙酷、磷酸三乙酷和四水硝酸钙加入2mo1/L盐酸溶液与一定体积去离子水混合液，磁力搅拌均匀，得到均一透明的生物活性玻璃溶胶液；

步骤二，制备湿凝胶，将步骤一制备的生物活性玻璃溶胶液室温静止陈化，充分水解-缩聚，形成湿凝胶；

步骤三，制备干凝胶，在恒温干燥箱内将湿凝胶110~128℃条件下干燥3天，溶剂蒸发后得到干凝胶；

步骤四，制备溶胶-凝胶生物活性玻璃颗粒，将干凝胶用箱式电炉在670℃条件下热处理，获得颗粒状溶胶-凝胶生物活性玻璃；

步骤五，生物活性玻璃颗粒粉体制备，以酒精为分散剂，湿法球磨生物活性玻璃颗粒；干燥后，在震动筛上分级处理，取颗粒粒径小于88μm的生物活性玻璃颗粒备用。

进一步地，由丝素蛋白和羧甲基壳聚糖组成的生物打印墨水的制备方法如下，采用纯化水，将提纯后的羧甲基壳聚糖和丝素蛋白溶液混合，搅拌均匀，真空脱泡，得到壳聚糖/丝素蛋白混合溶液，其中壳聚糖和丝素蛋白的质量比为1：9~5：5。

进一步地，由生物活性玻璃、丝素蛋白和羧甲基壳聚糖组成的生物打印墨水的制备方法如下，先采用纯化水，将提纯后的羧甲基壳聚糖和丝素蛋白溶液混合，搅拌均匀，真空脱泡，得到壳聚糖/丝素蛋白混合溶液，其中壳聚糖和丝素蛋白的质量比为1：9~5：5；再按照生物活性玻璃与壳聚糖/丝素蛋白混合溶液的质量比为1:10的比例将生物活性玻璃颗粒与壳聚糖/丝素蛋白混合溶液进行混合，搅拌均匀，真空脱泡，得到生物活性玻璃/壳聚糖/丝素蛋白混合溶液。

进一步地，所述第四步中的冷冻干燥成型其具体操作步骤如下：将面部皮肤支架初型先在-20℃冰箱中过夜，再置于冷冻干燥机中，在-80℃~-60℃温度下真空冷冻干燥24小时，获得三维多孔复合支架；然后，将得到的复合支架材料浸泡于体积分数为90%的含水甲醇溶液中30分钟，得到不溶于水的三维多孔复合支架，之后，在37℃烘箱烘干4小时，得到不溶于水的生物活性玻璃/壳聚糖/丝素蛋白复合支架。

本发明与现有技术相比较，本发明的用于面部皮肤支架的技术方法，结合低温3D打印技术与冷冻干燥技术制备面部皮肤支架，操作简便，可以精确调控支架孔径、孔隙率、连通性以及比表面积；还可以避免激光固化成型技术对光敏材料的要求，也可以避免高温熔融工艺的高温环境对材料生物活性的影响，解决了3D打印保持原材料生物活性的问题，还可以实现支架个性化定制制造。

具体实施方式

实施例1：

本发明的用于面部皮肤支架的技术方法，包括以下步骤：

第一步，制备生物打印墨水；

第二步，使用计算机辅助软件SolidWorks设计面部皮肤支架数据模型；

第三步，低温条件下进行3D生物打印，形成面部皮肤支架初型；

第四步，将第三步得到的面部皮肤支架初型进行冷冻干燥成型。

所述生物打印墨水由丝素蛋白和羧甲基壳聚糖组成，且壳聚糖和丝素蛋白其质量比为1：9~5：5。

所述丝素蛋白其溶液制备方法如下，

步骤一，用质量分数为0.05%的Na₂CO₃水溶液煮沸处理生丝4~6次，每次0.8~1小时，温度100~110℃，浴比1：100；

步骤二，用蒸馏水充分洗净，45~55℃烘干，得到纯丝素纤维；

步骤三，用摩尔比为1：2：8的CaCl₂、CH₃CH₂OH和H₂O三元溶剂溶解，溶液与生丝质量比为10：1，在42℃~65℃条件下搅拌溶解1~2小时得到混合溶液；

步骤四，冷却后得到的溶液注入纤维素透析膜中，截留分子量1万~1.2万，在流水中透析3天；

步骤五，将透析后的溶液风干浓缩，得到丝素蛋白浓缩水溶液，4℃保存待用。

所述生物活性玻璃其制备方法如下：

步骤一，每30min依次将正硅酸乙酷、磷酸三乙酷和四水硝酸钙加入2mo1/L盐酸溶液与一定体积去离子水混合液，磁力搅拌均匀，得到均一透明的生物活性玻璃溶胶液；

步骤二，制备湿凝胶，将步骤一制备的生物活性玻璃溶胶液室温静止陈化，充分水解-缩聚，形成湿凝胶；

步骤三，制备干凝胶，在恒温干燥箱内将湿凝胶110~128℃条件下干燥3天，溶剂蒸发后得到干凝胶；

步骤四，制备溶胶-凝胶生物活性玻璃颗粒，将干凝胶用箱式电炉在670℃条件下热处理，获得颗粒状溶胶-凝胶生物活性玻璃；

步骤五，生物活性玻璃颗粒粉体制备，以酒精为分散剂，湿法球磨生物活性玻璃颗粒；干燥后，在震动筛上分级处理，取颗粒粒径小于88μm的生物活性玻璃颗粒备用。

由丝素蛋白和羧甲基壳聚糖组成的生物打印墨水的制备方法如下，采用纯化水，将提纯后的羧甲基壳聚糖和丝素蛋白溶液混合，搅拌均匀，真空脱泡，得到壳聚糖/丝素蛋白混合溶液，其中壳聚糖和丝素蛋白的质量比为1：9~5：5。

所述第四步中的冷冻干燥成型其具体操作步骤如下：将面部皮肤支架初型先在-20℃冰箱中过夜，再置于冷冻干燥机中，在-80℃~-60℃温度下真空冷冻干燥24小时，获得三维多孔复合支架；然后，将得到的复合支架材料浸泡于体积分数为90%的含水甲醇溶液中30分钟，得到不溶于水的三维多孔复合支架，之后，在37℃烘箱烘干4小时，得到不溶于水的生物活性玻璃/壳聚糖/丝素蛋白复合支架。

实施例2：

本发明的用于面部皮肤支架的技术方法，包括以下步骤：

第一步，制备生物打印墨水；

第二步，使用计算机辅助软件SolidWorks设计面部皮肤支架数据模型；

第三步，低温条件下进行3D生物打印，形成面部皮肤支架初型；

第四步，将第三步得到的面部皮肤支架初型进行冷冻干燥成型。

所述生物打印墨水由生物活性玻璃、丝素蛋白和羧甲基壳聚糖组成，且壳聚糖和丝素蛋白其质量比为1：9~5：5，生物活性玻璃与丝素蛋白和壳聚糖的混合物其质量比为1:10。

由生物活性玻璃、丝素蛋白和羧甲基壳聚糖组成的生物打印墨水的制备方法如下，先采用纯化水，将提纯后的羧甲基壳聚糖和丝素蛋白溶液混合，搅拌均匀，真空脱泡，得到壳聚糖/丝素蛋白混合溶液，其中壳聚糖和丝素蛋白的质量比为1：9~5：5；再按照生物活性玻璃与壳聚糖/丝素蛋白混合溶液的质量比为1:10的比例将生物活性玻璃颗粒与壳聚糖/丝素蛋白混合溶液进行混合，搅拌均匀，真空脱泡，得到生物活性玻璃/壳聚糖/丝素蛋白混合溶液。

本发明的用于面部皮肤支架的技术方法，结合低温3D打印技术与冷冻干燥技术制备面部皮肤支架，操作简便，可以精确调控支架孔径、孔隙率、连通性以及比表面积；还可以避免激光固化成型技术对光敏材料的要求，也可以避免高温熔融工艺的高温环境对材料生物活性的影响，解决了3D打印保持原材料生物活性的问题，还可以实现支架个性化定制制造。

上述实施例，仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。