一种双层复合型硬脑膜及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种双层复合型硬脑膜及其制备方法，属于医用生物材料领域。
【背景技术】
[0002]硬脑膜是一层紧贴在颅骨内侧和脑组织之间的坚硬膜性组织，由胶原纤维网和缠绕其中的成纤维细胞所组成，紧贴颅骨内侧，主要作用是保护大脑。当人患颅内肿瘤，硬脑膜组织容易受到侵蚀破坏；此外，因手术、外伤等原因也可能造成硬脑膜缺损(陈振军.硬脑膜替代材料的研宄与应用[J].中国组织工程与临床康复，2008，12 (14):2697-2700.)。硬脑膜缺损可引起脑医源性损伤、脑脊液渗漏、颅内感染以及继发性癫痫等一系列并发症。为预防脑、脊髓与周围组织发生粘连，防治脑脊液漏和感染，并为神经组织提供容纳和保护作用，必须进行及时有效的硬膜修补术。据资料统计，有10°/『30%的脑外科手术都需要实施硬脑膜修补。因此，制备一种综合性能优良的硬脑膜修复材料已成当务之急。
[0003]目前市场上硬脑膜修复材料产品种类繁多，其中主要包括可吸收和不可吸收材料。其中可吸收产品如以牛跟腱I型胶原为原材料的DuraGen，DuraMax等，这类材料虽具有良好的生物相容性和可降解性，能够诱导成纤维细胞成长，但也存在降解速度不易控制、材料脆性较大、容易破碎、难以缝合，引起脑脊液渗漏等问题。目前临床上常用生物型硬脑膜替代材料，如冠昊的NormalGen，佰仁思的Dura scaffold，Dura-Guard等，这类材料主要以猪心包膜、牛心包膜等为原材料，其显著的优点是材料来源广泛、价格低廉、较为安全有效、易于操作等。但同时又有易导致粘连、不易保存、不易消毒、不易降解、可能产生免疫反应、有传染疾病的风险等缺陷。可吸收硬脑膜修复材料如聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)、聚已醇酸(PGA)、聚羟基丁酸酯(PHB)、PLA-PCL-PGA三元共聚物等，这类惰性生物材料无毒，可控降解性能，避免了由于长期停留在体内而引发感染和免疫反应等(Ting-Yu Shih,Jean-Dean Yang, Ju1-Hsiang Chen.Synthesis, Characterizat1n and Evaluat1nof Segmented Polycaprolactone for Development of Dura Substitute[J].ProcediaEngineering 2012,36: 144 - 149.)，而且由于这类材料具有超强疏水性能，可以有效防止脑脊液渗漏。然而这类材料缺乏生物活性和诱导成纤维细胞生长的能力，对自身硬脑膜组织的形成促进作用较弱。
[0004]综上所述，现有硬脑膜修复材料制备技术存在以下不足:
(1)材料力学强度不高，无法满足医用缝合要求；
(2)材料自身不具有防水密封的特点，导致硬脑膜修复材料在使用过程中出现脑脊液渗漏或发生粘连；
(3)材料在体内无法降解或降解时间过快，耐酶解性能较弱，降解速度与新生硬脑膜生长速度无法匹配；
(4)材料缺乏生物活性，促进细胞生长和新生硬脑膜形成的能力弱。
[0005]理想的硬脑膜修补材料需具备以下特点:(1)致密无渗漏能够防止脑脊液渗漏；
(2)合适的生物降解性，新生组织生成后能够完全被吸收；(3)生物相容性良好，能够促进成纤维细胞生长，形成新生硬脑膜；(4)合适的物理机械性能，缝合性优良；(5)原料来源丰富，价格适中，制备工艺简单，贮运方便。
[0006]脱细胞真皮基质ADM(acellular dermal matrix, ADM)(是由动物或人类的皮肤，通过物理、化学、生物学等方法，除去了皮肤的全层表皮及真皮层中的全部细胞成分，保留了真皮的胶原(纤维)成分和组织基本结构(同时也保留了基底膜成分)的材料(但卫华，廖隆理，李志强，等.脱细胞真皮基质材料的制备方法.中国发明专利.200410022506.9)。人体真皮组织的主要成分包括成纤维细胞、血管内皮细胞等细胞成分和细胞外基质蛋白、胶原等非细胞成分等。皮肤移植中，主要是细胞免疫引起的排斥，当除去了具有较强免疫原性的细胞成分之后，ADM只留有很低的抗原性，而同种脱细胞真皮基质则几乎不会引起宿主的排异反应，在宿主体内可以长期存留，最终材料被正常组织吸收、改建。脱细胞真皮(ADM )的细胞成分及1、II型细胞相容性抗原已经被完全清除掉，因而免疫活性很低，故而它不会诱发针对异体组织移植所产生的特异性细胞免疫反应，也不会诱发非特异性异物反应。这样，既消除了应用其它同种异体材料时可见的免疫反应，又因为分子超微结构的存在成为一个模板，诱导组织内皮细胞和血管内皮细胞再生形成新的脑膜，并且有较长的保存期。然而脱细胞真皮基质也存在一些缺点，如力学强度不足，耐酶解性较差，孔隙较大导致脑脊液渗漏等。胡杨等人以脱细胞猪真皮基质和胶原为原料，采用静电纺丝技术制备了胶原基硬脑膜，具有良好的生物相容性(胡杨，但卫华，但年华，等.一种胶原基硬脑膜及其制备方法.中国发明专利.201310176893.0)。
[0007]发明人在前期脱细胞猪真皮基质材料的基础上，研发出一种医用纯化猪真皮，其特点是具有完整的三维立体网状结构、良好生物相容性、良好的生物活性、良好力学性能和适当的可生物降解性等。大量研宄证实，这种医用纯化猪真皮可以用作医用胶原提取制备的原料、体表创伤敷料、组织工程支架材料、生物填充材料、修复与重建材料等。本发明的目的就是克服现有技术的不足，以医用纯化猪真皮为基质层，构建具有双层结构的胶原基复合型硬脑膜。
【发明内容】
[0008]本发明针对现有硬脑膜修复材料存在的问题和不足提供一种双层复合型硬脑膜的制备方法，该方法制备的复合型硬脑膜具有良好的力学性能、柔韧性、可生物降解性，有效防止粘连，优良的防渗功能，能够承受较高的颅内高压而防止脑脊液渗漏，更重要的是具有良好的生物相容性，促进成纤维细胞的生长，是一种理想的硬脑膜修复材料。
[0009]本发明的目的是通过以下技术方案实现的，其中，所用原材料除特殊说明外，均按重量份计。
[0010](I)基质层的制备
医用纯化猪真皮的改性:将100重量份的医用纯化猪真皮放入不锈钢转鼓中，加入常温100~500重量份的0.01-0.lmol/L的磷酸盐缓冲液，浸泡l~3h后，用0.25M的Na2CO3-NaHCO3缓冲液调节转鼓中液体的pH至8.5-10.5，加入5~20重量份的异氰脲酸三缩水甘油酯，启动转鼓，反应10~20h，反应温度为30~42°C ；
水洗:称取100重量份的改性后的医用纯化猪真皮，加入不锈钢转鼓中，加入常温水200-400重量份，水洗10~30min，弃去废液，如此重复水洗3~6次；加入常温水200~400重量份，水洗30~60min，弃去废液，如此重复水洗2~5次；加入常温水200~400重量份，水洗60~90min,弃去废液，如此重复水洗1~4次；
沥水、冷冻干燥:沥水6~10h后，冷冻干燥，制得基质材料；
(2)防渗层膜液的制备
将10~40重量份的I型胶原溶于六氟异丙醇中，4°C搅拌30min~90min。再加入90~60重量份的聚己内酯和聚左旋乳酸共混物(P (LLA-CL))，两者的重量比为1:9~9:1，配制成总质量比为5%的溶液，P(LLA-CL)与I型胶原重量比为60:40-90:10 ；
(3)双层复合型硬脑膜的构建
涂覆:采用涂膜器将上述制备好的防渗层膜液涂覆于基质材料上，待溶液挥发l~3h后，进行下一次涂覆，如此重复6~10次；
称重:称取涂覆过的基质材料100重量份；
水洗:将称重后的材料加入不锈钢转鼓中，加入常温水200~400重量