人工硬腦膜材料發(fā)展概述

馮珊 廣東省醫(yī)療器械質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所 （廣東 廣州 510663）

人工硬腦膜材料發(fā)展概述

馮珊 廣東省醫(yī)療器械質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所 （廣東 廣州 510663）

硬腦膜的缺損會導(dǎo)致顱內(nèi)感染、腦膨出、癲癇等嚴(yán)重并發(fā)癥。人工硬腦膜用于修補(bǔ)硬腦膜缺損，對于重建硬腦膜完整性具有重要的作用。文章闡述了人工硬腦膜的發(fā)展，分析評價(jià)硬腦膜替代材料的發(fā)展趨勢。

人工硬腦膜 替代材料 顱腦損傷

硬腦膜是位于人腦組織表面的一道重要屏障，其結(jié)構(gòu)是一種比較堅(jiān)韌的雙層膜性結(jié)構(gòu)，主要作用是保護(hù)大腦。惡性腫瘤硬腦膜轉(zhuǎn)移、腫瘤侵犯以及術(shù)中切除受累等是硬腦膜損傷的主要原因，硬腦膜損傷的患者通常伴有廣泛的腦腫脹，導(dǎo)致患者的硬腦膜缺損，導(dǎo)致顱內(nèi)感染、腦膨出、癲癇等嚴(yán)重并發(fā)癥[1]。目前，治療硬腦膜的方法是采取硬腦膜重建，硬腦膜重建完整與否直接影響著患者的手術(shù)之后的恢復(fù)情況[2]。隨著在生物材料和組織工程研究方面的新突破，硬腦膜的修補(bǔ)材料也取得極大的進(jìn)步。在此就人工硬腦膜的發(fā)展進(jìn)行綜述。

1.人工硬腦膜發(fā)展歷史

相關(guān)研究顯示，為了能夠有效地防止患者腦脊液漏和降低患者腦膜炎的危險(xiǎn)性，約有30%的開顱患者需要進(jìn)行腦膜修補(bǔ)。硬腦膜替代材料主要運(yùn)用到以下幾個(gè)方面：①顱底外科中應(yīng)用。脊索瘤、顱底的腦膜瘤等腫瘤會侵蝕浸潤到患者周圍的硬腦膜，導(dǎo)致患者出現(xiàn)腦脊液漏。②腦凸面手術(shù)中的應(yīng)用。腫瘤的浸潤以及一些先天性的因素造成的硬腦脊膜缺損等。

1890年Beach用金箔作為硬腦膜修補(bǔ)材料，治療由于腦膜粘連而產(chǎn)生癲癇的患者，最終在臨床上取得了滿意的效果。在金箔作為硬腦膜修補(bǔ)材料之后的許多年，金屬被廣泛的運(yùn)用到臨床中來治療硬腦膜，但金屬會刺激過多的肉芽組織形成，最后該材料被禁止使用。在1924年，Penfield提出需要一種能充當(dāng)硬腦膜的可吸收組織[3]。在1999年，美國FDA對硬腦膜替代材料制定了相關(guān)要求，作為新的硬腦膜替代材料必須符合以下幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：①新型硬腦膜代替材料能夠有效防止腦脊液漏；②新的硬腦膜代替材料要容易獲得并且還要容易保存；③具有較強(qiáng)的延展性，能夠和天然硬膜緊密連接；④硬腦膜材料具有較好的融合性，不會引起患者排斥反應(yīng)；⑤不會引起任何感染風(fēng)險(xiǎn)；⑥在類硬膜樣組織生成后，新型硬腦膜代替材料能夠被身體吸收。

2.人工硬腦膜材料

2.1 硬腦膜材料分類

不可吸收物質(zhì)：最早應(yīng)用的是橡皮膜，還有包括金屬相高分子化合物，如金箔、滌綸硅橡膠膜等。但會導(dǎo)致患者出現(xiàn)不同程度的炎性反應(yīng)，造成纖維性變、與腦粘結(jié)、產(chǎn)生不同程度的結(jié)蹄組織增生包裹等不良反應(yīng)，這些替代材料在現(xiàn)在基本不使用。

可吸收的移植物：包括自體移植物和異體移植物。自體筋膜本是臨床應(yīng)用較廣的硬腦膜替代材料，自體移植物具有組織相容性強(qiáng)以及不容易發(fā)生排斥反應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，但是，自體膜的提取還需要對患者實(shí)施手術(shù)，且存在一定程度粘連，容易導(dǎo)致患者出現(xiàn)癲癇等缺點(diǎn)，目前臨床上很少使用了。異體生物材料，如牛心包膜、牛肌腱的炮制膜等[4]。異體生物材料具有組織炎性反應(yīng)微小，具有一定的伸展性和彈性等優(yōu)點(diǎn)，但異體生物材料難以徹底清除殘留的醛基，從而阻礙了細(xì)胞侵入植入組織，存在異物反應(yīng)的可能。

2.2 新型硬腦膜材料

在最近幾年，在人工硬腦膜代替材料的選材和技術(shù)有了新的突破，研制了一些新型材料，如絲素蛋白膜、細(xì)菌纖維素膜等新型硬腦膜代替材料[5]。

絲素蛋白膜：絲素蛋白是從蠶絲中提取的一種蛋白質(zhì)，該蛋白質(zhì)具有很好的生物相容性，它與人體皮膚膠原蛋白結(jié)構(gòu)相同，絲素蛋白能制備成膜、凝膠等多種形態(tài)的材料，有研究認(rèn)為其可用于組織修復(fù)，但是長期影響還需要進(jìn)一步驗(yàn)證，各方面還需要深入的研究。

羊膜：羊膜是胎盤的最內(nèi)層，其具有一定的彈性，羊膜表面無神經(jīng)及淋巴組織，羊膜的厚度大約0.02～0.5mm。目前，羊膜主要應(yīng)用于眼科領(lǐng)域，許多國內(nèi)外學(xué)者研究表明，羊膜移植不會引起急性免疫排斥反應(yīng)。有學(xué)者做了相關(guān)實(shí)驗(yàn)也表明了羊膜在許多方面符合硬腦膜修補(bǔ)材料的特征，有待成為新型硬腦膜代替材料[2]。

生物膠原基質(zhì)膠：膠原是一種水不溶性纖維蛋白，膠原主要存在于哺乳動物的皮膚、軟骨等結(jié)締組織中，是人體硬腦膜的主要構(gòu)成成分，開始受到臨床上越來越多研究者的矚目[6]。由于膠原具有良好的生物相容性，同時(shí)，膠原還有利于細(xì)胞的增殖和分化，所以膠原蛋白在醫(yī)學(xué)上應(yīng)用廣泛。TissDuara膠原基質(zhì)膠體具有很好的黏合性，它是由馬跟腱提取，能夠有效提高創(chuàng)面的愈合速度，有利于封閉硬腦膜損傷患者的缺損組織。膠原蛋白膠體經(jīng)滅活處理后，其粘連及感染的發(fā)生率極低[7]。

高分子聚合材料：膨體聚四氟乙烯（Expanded Polytetrafluoroethylene，ePTFE）具有彈性和柔韌性，它是目前臨床上的一種新型的醫(yī)用高分子材料，該材料主要是由聚四氟乙烯樹脂經(jīng)特殊加工方法制成。ePTFE主要用于制造人造血管等醫(yī)用制品。是目前臨床上最為理想的生物組織代用品。Sherman等[8]在蝶鞍區(qū)病灶切除術(shù)中就采取ePTFE材料對硬腦膜患者進(jìn)行硬腦膜修補(bǔ)，最終在臨床上取得了較為滿意的效果。盡管有學(xué)者認(rèn)為ePTFE材料表面在較大區(qū)域使用可能會導(dǎo)致硬腦膜損傷患者在術(shù)后出現(xiàn)腦脊液漏，但是在局部較小區(qū)域作為硬腦膜替代材料還是值得肯定。

細(xì)菌纖維素膜：是目前最細(xì)的天然纖維，它是一種精致的天然纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，直徑僅為10～80nm，屬納米級纖維，它是由醋酸菌屬、八疊球菌屬等中的某種微生物在不同的條件下經(jīng)過合成工藝而制成。細(xì)菌纖維素具有強(qiáng)水合性，極佳的形狀維持能力以及較高的生物適應(yīng)性等優(yōu)點(diǎn)，細(xì)菌纖維素在食品、醫(yī)藥、化工等方面具有較為廣泛的應(yīng)用。Sanchez e Oliveira Rde等[9]對比細(xì)菌纖維素與人脫細(xì)胞真皮基質(zhì)運(yùn)用到胎羊脊髓脊膜中的臨床效果，結(jié)果顯示，細(xì)菌纖維素不依附神經(jīng)阻滯的表面，能更好得覆蓋受損神經(jīng)組織，從而有效降低了對手術(shù)之后的脊髓損傷。細(xì)菌纖維素膜具有作為硬腦膜替代材料的許多潛在優(yōu)良條件。

3.人工硬腦膜發(fā)展趨勢

上述幾種新型材料雖然符合理想的人工硬腦膜替代材料，但仍需改進(jìn)。如羊膜的取樣方式、高分子聚合材料的理化性能和生物學(xué)毒性還需要進(jìn)一步的研究和驗(yàn)證。

從目前的發(fā)展趨勢來看，需要將天然高分子材料和新的人工合成高分子材料進(jìn)行結(jié)合，為了能夠增強(qiáng)組織愈合能力和促進(jìn)細(xì)胞遷移生長，還需要提高人工硬腦膜的理化性能，這是目前臨床上人工硬腦膜制造工藝所需要的大方向。

[1] 孫梅,黃楹.硬腦膜替代材料在神經(jīng)外科手術(shù)中的應(yīng)用[J].中國微侵襲神經(jīng)外科雜志,2003,8(8):382-384.

[2] 蔣健,劉志堅(jiān),王嶸,等.硬腦膜重建的材料和方法[J].臨床神經(jīng)外科雜志,2006,3(4):168-169.

[3] 李文輝,吳日樂,岑蓮.人工硬腦膜修補(bǔ)材料的研究及其臨床應(yīng)用[J].組織工程與重建外科,2013,9(2):113-115.

[4] 張世明,劉向陽,李明忠.硬腦膜修復(fù)材料的應(yīng)用研究現(xiàn)狀與展望[J].神經(jīng)疾病與精神衛(wèi)生,2003,3(3):402-404.

[5] 陶小虎.人工硬腦膜修補(bǔ)材料在神經(jīng)外科的應(yīng)用[J].中國組織工程研究,2012,16(12):2217-2220.

[6] 倪娜,但年華,但衛(wèi)華.膠原基硬腦膜的研究進(jìn)展[J].西部皮革,2013,35(16):8-12.

[7] 徐晨,陳世文.人工硬腦膜的研究與應(yīng)用進(jìn)展[J].國際神經(jīng)病學(xué)神經(jīng)外科學(xué)雜志,2011,38(4):396-399.

[8] Sherman JH,Pouratioan N,Okonkwo DO,et al. Reconstruction of the sellar dura in trassphenoidal surgery using an expanded polytetrafuoroethylene dural substitute[J]. Surg Neurol,2008,69(1):73-76.

[9] Sanchez e Oliveria Rde C, Valente PR,Abou-Jamra RC, et al. Biosynthetic cellulose induces the formation of a neoduramater following pre-natal correction of meningomyelocele in fetal sheep[J].Acta Cir Bras,2007,22(3):174-181.

Development of Artifcial Dura Mater

FENG Shan Guangdong Medical Devices Quality Surveillance and Test Institute (Guangdong Guangzhou 510663)

Dural defects can lead to serious complications such as intracranial infection, encephalocele, epilepsy and so on. Artifcial dura mater is used to repair dural defects, which plays an important role in the reconstruction of dura mater. In this paper, the development of artifcial dura mater is analyzed.

artifcial dura mater, substitute material, craniocerebral injury

1006-6586(2017)13-0030-03

R651.1+5

A

2017-04-05