[发明专利]硬脑/脊膜移植替代物的制备方法及其装置

说明书

技术领域

本发明属于组织工程学医用生物材料技术领域，具体涉及一种硬脑/脊膜移植替代物的制备方法及其装置。

背景技术

硬脑膜和硬脊膜分别是大脑与颅骨、脊柱与脊髓之间重要的功能膜组织，具有相同的生物学特征和功能。硬脑膜贴附颅腔内面，与颅盖连结疏松，与颅底结合紧密；硬脑膜在脑神经出颅处向外延伸，移行而与神经的被膜结合，在枕骨大孔周缘向下延为硬脊膜。开放性创伤、炎症、肿瘤或其他脑颅脊柱疾病等均会引起硬脑/脊膜的损伤。硬脑/脊膜的破损往往又会引起癫痫、脊液外漏、颅内感染、脑膜膨出、脑功能障碍等病症。硬脑/脊膜成形术是解决硬脑/脊膜损伤的临床方式，需要采用移植替代物植入缺损部分进行修复。因此，硬脑/脊膜移植替代材料的研发至关重要。本申请中所称硬脑/脊膜即指硬脑膜和硬脊膜(硬脑膜和硬脊膜的功能和结构都是一致，硬脑膜是保护脑组织，硬脊膜是保护脊髓组织，二者连接为一体)。

目前采用自体筋膜移植修复硬脑/脊膜仍是临床应用的标准，但存在有来源受限、术后早期脑脊液渗漏发生率高、易粘连、供区不愈合等缺点。尸体来源的硬脑膜材料也曾被用于硬脑/脊膜修复，但由于捐献者少，一个材料仅能用于4～5例患者移植修复，市场化困难；更重要的是，尸体来源的材料具有引起病毒传染的高风险，如克雅氏病(CJD)。1987年自美国发现第一例因为采用尸体来源的硬脑膜而患CJD致死的患者，后又在全世界范围内陆续出现62名类似患者，美国食品药品监督管理局(FDA)对此类产品进行了严厉处置。

高分子聚合物材料也被大量地研究用于硬脑/脊膜修复，根据降解性能分为可降解高分子聚合材料和不可降解聚合材料，例如不可降解的聚四氟乙烯(PTFE)，可降解的聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)、聚己内酯(PCL)等及其共聚物。中国专利文献101878048A公开了一种丙交酯/ε-己内酯共聚物人工硬脑膜的制造方法；美国专利20070233275公开了一种聚乳酸(PLA)/乙醇酸(GA)/己内酯(CL)三元共聚物硬脑膜修复材料的制备方法。无论是可降解或是不可降解的高分子聚合材料，均存在有以下缺陷：可降解聚合材料降解后往往会产生酸性微环境，引起严重的炎症反应，影响修复效果；不可降解的聚合材料对于受体来说永远是异物，易导致炎症反应、结缔组织增生包裹、感染、出血等。

Protasoni M.等(J Neurosurg 114：1723-1730，2011)研究了人体硬脑膜的胶原架构特征，发现人体硬脑膜具有五层结构：1)与颅骨接触的骨表面层(Bone surface layer)；2)外中间层(External Median Layer)；3)血管层(Vascular Layer)；4)内中间层(Internal Median Layer)；5)蛛网膜层(Arachnoid Layer)。每个结构层的胶原纤维具有特殊的取向和不同的搭配编制模式，具有不同的功能。这一发现对人工硬脑膜材料的研发具有重要的启发意义。因为动物膜组织同样具有类似的多层功能结构和胶原架构，以此开发硬脑/脊膜移植替代物是可行的。

大量的研究被用于开发异种脱细胞基质硬脑/脊膜修复材料。这类材料来源广泛，例如哺乳动物的皮肤组织、筋膜、心包膜、腹膜、隔膜、小肠粘膜等。现有的脱细胞基质材料的制备方法主要是通过脱细胞去抗原、或封闭抗原和交联固定等工艺完成。

美国专利5413798公开了一种硬脑膜替代材料的制备方法及其应用。该材料是以牛心包膜为原料，经过湿化学处理、漂白、轻洗、脱脂、冻干和灭菌等工艺制备。经动物试验显示该材料具有良好的生物相容性和硬脑膜修复效果，但是临床实验发现该材料仍有粘连现象发生。

中国专利申请200510120796.5公开了一种动物组织经过非醛类固定剂交联固定和活泼试剂封闭抗原处理获得的可用于修复的生物型硬脑膜。尽管该专利宣称动物组织经过碱处理、脱脂、交联固定和封闭抗原处理，可以达到去抗原目的；但是，其对动物组织中的细胞如何处理没有说明，若只通过封闭抗原处理，则细胞成分引起免疫反应的风险是很大的；尽管通过交联固定可以改变材料的降解性能，达到“被动式”降解，但人体硬脑膜和动物膜组织都具有独特的多层结构，这样整体交联后势必造成不同结构层的趋同化，会引起一些功能的消退；此外，随着材料的降解，被封闭的抗原会再次裸露，有引起免疫排斥的危险。一些实验研究发现，这种经过交联固定处理的材料在动物体内长时间不降解，与组织再生并不匹配，生物相容性差。