[发明专利]一种多层抗感染高强度人工硬脑膜及其制备方法

说明书

本发明提供了一种多层抗感染高强度人工硬脑膜，包含三层，面向大脑的疏水性的内层，背向大脑的水溶性壳聚糖外层和编织型中间层。本发明还提供了所述一种多层抗感染高强度人工硬脑膜的制备方法，包括以下步骤：电纺丝制备疏水性内层；制备水溶性壳聚糖细条；制备疏水性细条；制备编织型中间层；在中间层上用取向性电纺丝工艺制备外层，最后得到人工硬脑膜。本发明人工硬脑膜有效解决了硬脑膜修复过程中的感染问题，同时提高传统人工硬脑膜的强度，而且可根据需要任意裁剪，安全可靠，应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及一种多层抗感染高强度人工硬脑膜及其制备方法，属于静电纺丝技术领域。

背景技术

硬脑膜缺损在神经外科临床工作中常见，开放性颅脑损伤(工业、交通、战争等)、肿瘤的侵蚀、先天性脑膜缺损及其它颅脑疾患原因均可引发硬脑膜缺损。硬脑膜缺损需及时修补以防脑脊液外溢，防止脑的膨出和大气压的压迫，否则将危及人体生命。硬脑膜缺损还能引发颅内感染、脑粘连、皮下积液等并发症，经常会引起如头痛、脑功能障碍等疾病。

目前己有多种材料制成的人工硬脑膜正在临床使用，主要可分为两大类:生物衍生材料和人工合成高分子材料。生物衍生材料主要有同种异体的人体硬脑膜及异种的猪/牛源心包膜、真皮基质以及利用牛肌键I型胶原制备的生物膜等。人工合成高分子材料主要包括聚酯类可降解高分子，如聚乳酸、聚乙醇酸、聚己内酯以及聚氨酯等。此外还包括聚四氟乙烯等不可降解高分子材料。

目前脑膜损伤修复效果比较理想的是多层人工硬脑膜。这种多层人工硬脑膜通过分层来达到模拟脑膜生理功能的目的。这类人工硬脑膜一般有内层和外层两层组成。其中内层由疏水材料制成，外层由亲水材料制成。由于两层材料疏水亲水性质不同，导致外层与内层的联接可靠性不高，有剥离的现象发生，严重威胁的病人的生命健康。

脑膜主要分布成纤维细胞及其分泌的胶原纤维。一般成纤维细胞直径在20-30μm之间。文献报道，当静电纺丝纤维径在50-1000nm之间时候,平均孔径可达到2μm。平均孔径在3μm以下，可以有效的防止细胞的进入静电纺丝纤维薄膜中，有效脑粘连的产生。当纤维直径在5-200μm之间,平均孔径达到20-100μm。这样有利于成纤维细胞的迁入、粘附、增殖和生长分化。

壳聚糖是自然界中发现的唯一一种带阳离子的碱性多糖，具有良好的生物相容性、降解性和预防组织粘连特性，更重要的是大量研究己证实其具有优异的广谱抑菌特性，己在临床上得到了广泛应用，因此是用于制备抗感染人工硬脑膜的理想材料。

Kyle Kurpinski 等在《Nanomedicine》中发表的一篇文章中，介绍了一种双层的电纺膜，所用材料为PLCL/PPG溶液。文章利用转轴收集装置，获得了平行排布的电纺膜，测试了平行和垂直纤维排布方向的电纺膜的机械强度，取样大小为6×1cm，测得沿两个方向的最大加载分别为12.08±1.15N和3.01±0.54N。可见，在与纤维方向一致方向上薄膜的强度很差。

中国发明专利CN 103480042 A，发明名称为:“一种人工硬脊膜及其制备方法和使用方法”，公开了一种具有双层结构的人工硬脊膜，由取向性的聚乳酸/乙醇酸共聚物纤维膜内层和无取向性的聚乳酸/乙醇酸共聚物-壳聚糖纤维膜外层组成。该人工硬脊膜虽然可实现硬膜再生及预防瘫痕及粘连的目的，但存在如下缺点:(1)外层纤维采用聚乳酸/乙醇酸共聚物和壳聚糖复合而成，而当壳聚糖含量较低时，抗感染活性必然会受到限制，而该专利中也未提及此人工硬脑膜的抗感染性能;(2)在临床使用过程中需要将外层和内层纤维分开放置在脑膜缺损位置，同时还需要再两层之间涂覆粘结剂，极大增加了临床使用过程中的不便。

中国发明专利CN 103656749 A，发明名称为“一种复合型可降解的抗菌人工硬脑膜及其制备方法”，公开了一种包含万古霉素或盐酸氧氟沙星注射液、壳聚糖及β-甘油磷酸钠的抗菌人工硬脑膜，但该产品主要是利用材料组合中的抗生素药物来实现抗菌目的，壳聚糖仅作为药物载体。同时该人工硬脑膜作为药械结合产品存在注册报批困难等问题，不易实现产业化开发和临床应用。