具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

图1为本申请实施例提供的仿生皮肤支架的层结构示意图。请参阅图1，本申请提供的仿生皮肤支架，包括从上到下依次设置的致密层110、表皮层120和真皮层130。真皮层130上具有贯穿真皮层130上下两个表面的多个第一通孔131和多个第二通孔132，表皮层120上具有贯穿表皮层120上下两个表面的多个第三通孔121，一个第一通孔131和一个第三通孔121对应设置并连通，第二通孔与第三通孔错位设置且不连通，多个第一通孔131的截面孔的孔面积总和与多个第二通孔132的截面孔的孔面积总和之和大于第三通孔121的截面孔的孔面积总和。

需要说明的是：每个第一通孔131的孔径可以相同，也可以不同；每个第二通孔132的孔径可以相同，也可以不同；每个第三通孔121的孔径可以相同，也可以不同，本申请不做限定。以与第三通孔121连通的孔作为第一通孔131，没有与第三通孔121连通的孔作为第二通孔132。

一个第一通孔131具有一个横截面，该横截面具有一个孔面积，多个孔面积之和为多个第一通孔131的截面孔的孔面积总和。一个第二通孔132具有一个横截面，该横截面具有一个孔面积，多个孔面积之和为多个第二通孔132的截面孔的孔面积总和。一个第三通孔121具有一个横截面，该横截面具有一个孔面积，多个孔面积之和为多个第三通孔121的截面孔的孔面积总和。

该仿生皮肤支架中，在真皮层130和表皮层120上均具有通孔，且真皮层130的通孔更密，可以使真皮层130的降解速度更快，表皮层120的降解速度稍慢，可以形成不同梯度的降解速率，与组织生成速率匹配，促进皮肤伤口的修复；且表皮层120的通孔与真皮层130的部分通孔连通，利于血管从真皮层130生长到表皮层120，有利于皮肤的修复。并且致密层110未设置通孔，可以提供物理屏障，具有锁水、保护创面、预防感染等效果，为创面修复提供湿润的微环境，利于皮肤组织的再生。

可选地，第一通孔131和第三通孔121同轴设置且孔径相同。一方面，利于血管长入；另一方面，可以更好地调控真皮层130和表皮层120的降解速率，与皮肤修复过程匹配。

进一步地，第一通孔131的孔径为200-600μm，相邻两个第一通孔131的间距为1-20mm。第二通孔132的孔径为200-1000μm，相邻两个第二通孔132之间的间距为1-10mm。以便精确控制表皮层120和真皮层130的降解速率。

需要说明的是，多个第一通孔131可以是阵列排布，相邻两个第一通孔131的间距可以是按照阵列排布的相邻两个第一通孔131之间的距离，也可以是对角线的两个第一通孔131之间的距离；多个第二通孔132可以是阵列排布，相邻两个第二通孔132的间距可以是按照阵列排布的相邻两个第二通孔132之间的距离，也可以是对角线的两个第二通孔132之间的距离。

作为示例性地，相邻两个第一通孔131的间距为1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、10mm或20mm；相邻两个第二通孔132之间的间距为1mm、2mm、3mm、5mm、8mm或10mm。

第一通孔131和第三通孔121的孔径为200μm、300μm、500μm、800μm或1000μm；第二通孔132的孔径为200μm、300μm、400μm、500μm或600μm。其中，第一通孔131和第三通孔121的孔径可以相同，也可以不同；第一通孔131和第二通孔132的孔径可以相同，也可以不同，本申请不做限定。

可选地，真皮层130的厚度为1-4mm，表皮层120和真皮层130的厚度之和为1.5-5mm，致密层110的厚度为10-300μm。表皮层120的厚度小于真皮层130的厚度，致密层110的厚度小于表皮层120的厚度。该厚度与人体皮肤更加适配，其锁水、保护创面、预防感染等效果会更好。

作为示例性地，真皮层130的厚度为1mm，表皮层120的厚度为0.5mm，致密层110的厚度为10μm，真皮层130和表皮层120的厚度之和为1.5mm；或真皮层130的厚度为2mm，表皮层120的厚度为0.6mm，致密层110的厚度为50μm，真皮层130和表皮层120的厚度之和为2.6mm；或真皮层130的厚度为3mm，表皮层120的厚度为1mm，致密层110的厚度为100μm，真皮层130和表皮层120的厚度之和为5mm；或真皮层130的厚度为4mm，表皮层120的厚度为0.8mm，致密层110的厚度为300μm，真皮层130和表皮层120的厚度之和为4.8mm。

本申请中，致密层110为致密的凝胶层、PU膜或硅胶膜。这些材料形成的致密层110，物理屏障作用较佳，利于保护创面伤口，预防感染。可选地，致密层110、表皮层120和真皮层130均为冻干的凝胶层。

上述的仿生皮肤支架的制备方法，包括：依次将真皮层凝胶溶液、表皮层凝胶溶液和致密层凝胶溶液注入模具中，将其定型以后通过复合交联剂进行交联1-48h，然后进行脱模。

使用凝胶溶液制备上述仿生皮肤支架，一方面，上述仿生皮肤支架的结构能够使皮肤创面得到更好的修复；另一方面，凝胶溶液注入完成以后，在进行交联反应形成水凝胶，可以使仿生皮肤支架的三层结构没有明显的界限，具有较好的力学性能，更加接近人体皮肤结构。

为了更加方便地制备得到具有上述结构的仿生皮肤支架，可以对模具的结构进行改进。图2为本申请实施例提供的皮肤模具的结构示意图，请参阅图1和图2，该皮肤模具包括外围框架210和内模芯220，内模芯220设置在外围框架210内，使外围框架210和内模芯220之间形成凹槽结构230，以便装放凝胶溶液并进行交联反应得到水凝胶，以得到仿生皮肤支架。

其中，内模芯220包括底板221、多根第一柱体222和多根第二柱体223，底板221的形状可以与想要形成的仿生皮肤支架的形状相适配，底板221的形状是方形，可以得到方形的仿生皮肤支架；底板221的形状是圆形，可以得到圆形的仿生皮肤支架；底板221的形状是椭圆形，可以得到椭圆形的仿生皮肤支架。

外围框架210的形状与底板221的形状相适配，外围框架210安装在底板221上，外围框架210和底板221之间形成凹槽结构230。每根第一柱体222与底板221连接，并且朝向远离底板221的方向延伸；每根第二柱体223也与底板221连接，并且朝向远离底板221的方向延伸。

可选地，第一柱体222的轴线与底板221基本垂直，第二柱体223的轴线与底板221基本垂直，多根第一柱体222和多根第二柱体223均位于凹槽结构230的内部。多根第一柱体222用于形成多个第一通孔131，多根第一柱体222的高度基本一致，每个第一柱体222的高度与每个第一通孔131的高度和贯通的第三通孔121的高度之和相同；多根第二柱体223用于形成多个第二通孔132，多根第二柱体223的高度基本一致，每个第二柱体223的高度与每个第二通孔132的高度相同；第一通孔131的孔径和第三通孔121的孔径与第一柱体222的外径一致，第二通孔132的孔径与第二柱体223的外径一致。

第一柱体222的高度大于第二柱体223的高度，且第一柱体222的高度小于外围框架210的高度。在制备仿生皮肤支架时，将真皮层凝胶溶液注入皮肤模具中的凹槽内时，真皮层凝胶溶液的高度与第二柱体223的上端齐平，然后继续注入表皮层凝胶溶液，表皮层凝胶溶液的高度与第一柱体222的上端齐平，然后注入致密层凝胶溶液，从而形成具有上述孔结构的仿生皮肤支架。

其中，可以分别在外围框架210上设置三个注胶孔，其中，三个注胶孔从上到下依次排布，分别为第一注胶孔211、第二注胶孔212和第三注胶孔213，第三注胶孔213的高度与第二柱体223的高度一致，真皮层凝胶溶液通过第三注胶孔213注入凹槽内以后，真皮层凝胶溶液的高度与第二柱体223的上端齐平；第二注胶孔212的高度与第一柱体222的高度一致，表皮层凝胶溶液通过第二注胶孔212注入凹槽内以后，表皮层凝胶溶液的高度与第一柱体222的上端齐平；致密层凝胶溶液通过第一注胶孔211注入凹槽内以后，致密层凝胶溶液的高度与致密层110的厚度一致，以形成仿生皮肤支架。

本申请中，真皮层凝胶溶液包括1-40mg/ml海藻酸钠(或氧化海藻酸钠)、5-40mg/ml胶原蛋白(可以是重组人源胶原蛋白)、1-10mg/ml壳聚糖、1-30mg/ml羧甲基纤维素钠、1-40mg/ml明胶和1-10mg/ml透明质酸钠。表皮层凝胶溶液包括5-40mg/ml海藻酸钠(或氧化海藻酸钠)、1-30mg/ml胶原蛋白(可以是重组人源胶原蛋白)、1-10mg/ml壳聚糖、1-30mg/ml羧甲基纤维素钠、5-40mg/ml明胶和1-10mg/ml透明质酸钠。致密层凝胶溶液包括10-40mg/ml海藻酸钠(或氧化海藻酸钠)、1-10mg/ml壳聚糖、1-30mg/ml羧甲基纤维素钠、5-20mg/ml明胶、1-10mg/ml透明质酸钠和体积百分数为1-10％的甘油。

通过上述材料的配合，可以使仿生皮肤支架具有良好的生物相容性，不同梯度的层结构界面紧密结合，具有完整的一体化结构，满足皮肤多层复杂结构的要求。本申请中，定型的方式可以是：将皮肤模具连同内部的凝胶溶液一起置于-80℃的环境中进行预冷，然后进行冷冻干燥12-48h。通过冷冻干燥的方式对其进行定型，可以使其内部形成微孔隙结构，利于营养物质和代谢产物输送，也有利于细胞的黏附和增殖，加速皮肤组织的再生。

在其他实施例中，定型的方式还可以是：将皮肤模具连同内部的凝胶溶液一起置于4℃的环境中保持1-4h进行定型。

本申请中，交联的方式可以是：通过注胶孔将复合交联剂注入到皮肤模具的凹槽内，然后进行交联反应。在其他实施例中，交联的方式还可以是：将定型后的皮肤模具连同内部的凝胶一起浸没于复合交联剂中进行交联反应。

为了使上述凝胶溶液发生交联反应得到水凝胶，可选地，复合交联剂包括交联剂A组分和交联剂B组分。交联剂A组分为甲醛、戊二醛、碳二亚胺、羟基琥珀酰亚胺、京尼平中的一种或几种；交联剂B组分为氯化钙。

交联完成后进行脱模，脱模后将仿生皮肤支架进行多次清洗，去除多余的交联剂后再次放入-80℃环境中进行预冷，然后冷冻干燥12-48h，得到冻干仿生皮肤支架。包装后进行辐照灭菌可长期保存。

通过上述方法与上述模具进行配合，得到的仿生皮肤支架在真皮层130和表皮层120上均具有通孔，且真皮层130的通孔更密，可以使真皮层130的降解速度更快，表皮层120的降解速度稍慢，可以形成不同梯度的降解速率，与组织生成速率匹配，促进皮肤伤口的修复；且表皮层120的通孔与真皮层130的部分通孔连通，利于血管从真皮层130生长到表皮层120，有利于皮肤的修复。并且致密层110未设置通孔，可以提供物理屏障，具有锁水、保护创面、预防感染等效果，为创面修复提供湿润的微环境，利于皮肤组织的再生。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

实施例1

仿生皮肤支架的制备方法，包括如下步骤：

(1)、配置致密层凝胶溶液：25mg/ml海藻酸钠、5mg/ml壳聚糖、5mg/ml羧甲基纤维素钠、5mg/ml明胶、5mg/ml透明质酸钠和5％甘油。

配置表皮层凝胶溶液：20mg/ml海藻酸钠、10mg/ml胶原蛋白、5mg/ml壳聚糖、5mg/ml羧甲基纤维素钠、10mg/ml明胶和3mg/ml透明质酸钠。

配置真皮层凝胶溶液：15mg/ml海藻酸钠、20mg/ml胶原蛋白、2mg/ml壳聚糖、2mg/ml羧甲基纤维素钠、20mg/ml明胶和2mg/ml透明质酸钠。

配置复合交联剂：交联剂A组分为1％的戊二醛；交联剂B组分为8％的氯化钙。

(2)、先将一定量的真皮层凝胶溶液注入皮肤模具中、流平；然后将一定量的表皮层凝胶溶液注入皮肤模具中、流平；最后将一定量的致密层凝胶溶液注入皮肤模具中、流平。将皮肤模具连同内部的凝胶溶液一起置于-80℃的环境中进行预冷，然后进行冷冻干燥24h定型。通过注胶孔将复合交联剂注入到皮肤模具的凹槽内进行交联反应12h，交联完成后脱模。使用去离子水进行多次清洗，再次置于-80℃的环境中进行预冷，进行冷冻干燥12h，得到仿生皮肤支架。包装后进行辐照灭菌可长期保存。

通过模具的形状适配，得到的仿生皮肤支架中，多个第二通孔呈阵列排布，该阵列的相邻两个第二通孔的行间距和列间距均为1mm，第二通孔的孔径为500μm；多个第一通孔和对应的第三通孔呈阵列排布，该阵列的相邻两个第一通孔的行间距和列间距均为1.1mm，第一通孔和第三通孔的孔径为400μm；真皮层的厚度为3mm，表皮层的厚度为1mm，致密层的厚度为50μm。

实施例2

实施例2是在实施例1的基础上进行的改进，实施例2的区别在于：将实施例1中的将皮肤模具连同内部的凝胶溶液一起置于-80℃的环境中进行预冷，然后进行冷冻干燥24h定型；修改成：将皮肤模具连同内部的凝胶溶液一起置于4℃的环境中保持3h定型。

实施例3

实施例3是在实施例1的基础上进行的改进，实施例3的区别在于：致密层凝胶溶液中没有添加甘油。

实施例4

实施例4是在实施例1的基础上进行的改进，实施例4的区别在于：第一通孔和第三通孔的孔径均为200μm。

实施例5

实施例5是在实施例1的基础上进行的改进，实施例5的区别在于：第一通孔的孔径为400μm，第三通孔的孔径均为200μm。

对比例1

对比例1是在实施例1的基础上进行的改进，对比例1的区别在于：真皮层上未设置第二通孔。

实验例1

图3为本申请实施例1提供的仿生皮肤支架的第一扫描电镜图片；图4为本申请实施例1提供的仿生皮肤支架的第二扫描电镜图片。从图3可以看出，实施例1提供的仿生皮肤支架中，除了较大的通孔以外，还具有一定的微孔隙结构，图4可以看出，微孔隙结构的孔径基本在40-80μm，利于营养物质和代谢产物输送，也有利于细胞的黏附和增殖，加速皮肤组织的再生。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。