人工硬脑膜材料发展概述

冯珊 广东省医疗器械质量监督检验所 （广东 广州 510663）

人工硬脑膜材料发展概述

冯珊 广东省医疗器械质量监督检验所 （广东 广州 510663）

硬脑膜的缺损会导致颅内感染、脑膨出、癫痫等严重并发症。人工硬脑膜用于修补硬脑膜缺损，对于重建硬脑膜完整性具有重要的作用。文章阐述了人工硬脑膜的发展，分析评价硬脑膜替代材料的发展趋势。

人工硬脑膜 替代材料 颅脑损伤

硬脑膜是位于人脑组织表面的一道重要屏障，其结构是一种比较坚韧的双层膜性结构，主要作用是保护大脑。恶性肿瘤硬脑膜转移、肿瘤侵犯以及术中切除受累等是硬脑膜损伤的主要原因，硬脑膜损伤的患者通常伴有广泛的脑肿胀，导致患者的硬脑膜缺损，导致颅内感染、脑膨出、癫痫等严重并发症[1]。目前，治疗硬脑膜的方法是采取硬脑膜重建，硬脑膜重建完整与否直接影响着患者的手术之后的恢复情况[2]。随着在生物材料和组织工程研究方面的新突破，硬脑膜的修补材料也取得极大的进步。在此就人工硬脑膜的发展进行综述。

1.人工硬脑膜发展历史

相关研究显示，为了能够有效地防止患者脑脊液漏和降低患者脑膜炎的危险性，约有30%的开颅患者需要进行脑膜修补。硬脑膜替代材料主要运用到以下几个方面：①颅底外科中应用。脊索瘤、颅底的脑膜瘤等肿瘤会侵蚀浸润到患者周围的硬脑膜，导致患者出现脑脊液漏。②脑凸面手术中的应用。肿瘤的浸润以及一些先天性的因素造成的硬脑脊膜缺损等。

1890年Beach用金箔作为硬脑膜修补材料，治疗由于脑膜粘连而产生癫痫的患者，最终在临床上取得了满意的效果。在金箔作为硬脑膜修补材料之后的许多年，金属被广泛的运用到临床中来治疗硬脑膜，但金属会刺激过多的肉芽组织形成，最后该材料被禁止使用。在1924年，Penfield提出需要一种能充当硬脑膜的可吸收组织[3]。在1999年，美国FDA对硬脑膜替代材料制定了相关要求，作为新的硬脑膜替代材料必须符合以下几个标准：①新型硬脑膜代替材料能够有效防止脑脊液漏；②新的硬脑膜代替材料要容易获得并且还要容易保存；③具有较强的延展性，能够和天然硬膜紧密连接；④硬脑膜材料具有较好的融合性，不会引起患者排斥反应；⑤不会引起任何感染风险；⑥在类硬膜样组织生成后，新型硬脑膜代替材料能够被身体吸收。

2.人工硬脑膜材料

2.1 硬脑膜材料分类

不可吸收物质：最早应用的是橡皮膜，还有包括金属相高分子化合物，如金箔、涤纶硅橡胶膜等。但会导致患者出现不同程度的炎性反应，造成纤维性变、与脑粘结、产生不同程度的结蹄组织增生包裹等不良反应，这些替代材料在现在基本不使用。

可吸收的移植物：包括自体移植物和异体移植物。自体筋膜本是临床应用较广的硬脑膜替代材料，自体移植物具有组织相容性强以及不容易发生排斥反应等优点，但是，自体膜的提取还需要对患者实施手术，且存在一定程度粘连，容易导致患者出现癫痫等缺点，目前临床上很少使用了。异体生物材料，如牛心包膜、牛肌腱的炮制膜等[4]。异体生物材料具有组织炎性反应微小，具有一定的伸展性和弹性等优点，但异体生物材料难以彻底清除残留的醛基，从而阻碍了细胞侵入植入组织，存在异物反应的可能。

2.2 新型硬脑膜材料

在最近几年，在人工硬脑膜代替材料的选材和技术有了新的突破，研制了一些新型材料，如丝素蛋白膜、细菌纤维素膜等新型硬脑膜代替材料[5]。

丝素蛋白膜：丝素蛋白是从蚕丝中提取的一种蛋白质，该蛋白质具有很好的生物相容性，它与人体皮肤胶原蛋白结构相同，丝素蛋白能制备成膜、凝胶等多种形态的材料，有研究认为其可用于组织修复，但是长期影响还需要进一步验证，各方面还需要深入的研究。

羊膜：羊膜是胎盘的最内层，其具有一定的弹性，羊膜表面无神经及淋巴组织，羊膜的厚度大约0.02～0.5mm。目前，羊膜主要应用于眼科领域，许多国内外学者研究表明，羊膜移植不会引起急性免疫排斥反应。有学者做了相关实验也表明了羊膜在许多方面符合硬脑膜修补材料的特征，有待成为新型硬脑膜代替材料[2]。

生物胶原基质胶：胶原是一种水不溶性纤维蛋白，胶原主要存在于哺乳动物的皮肤、软骨等结缔组织中，是人体硬脑膜的主要构成成分，开始受到临床上越来越多研究者的瞩目[6]。由于胶原具有良好的生物相容性，同时，胶原还有利于细胞的增殖和分化，所以胶原蛋白在医学上应用广泛。TissDuara胶原基质胶体具有很好的黏合性，它是由马跟腱提取，能够有效提高创面的愈合速度，有利于封闭硬脑膜损伤患者的缺损组织。胶原蛋白胶体经灭活处理后，其粘连及感染的发生率极低[7]。

高分子聚合材料：膨体聚四氟乙烯（Expanded Polytetrafluoroethylene，ePTFE）具有弹性和柔韧性，它是目前临床上的一种新型的医用高分子材料，该材料主要是由聚四氟乙烯树脂经特殊加工方法制成。ePTFE主要用于制造人造血管等医用制品。是目前临床上最为理想的生物组织代用品。Sherman等[8]在蝶鞍区病灶切除术中就采取ePTFE材料对硬脑膜患者进行硬脑膜修补，最终在临床上取得了较为满意的效果。尽管有学者认为ePTFE材料表面在较大区域使用可能会导致硬脑膜损伤患者在术后出现脑脊液漏，但是在局部较小区域作为硬脑膜替代材料还是值得肯定。

细菌纤维素膜：是目前最细的天然纤维，它是一种精致的天然纤维网状结构，直径仅为10～80nm，属纳米级纤维，它是由醋酸菌属、八叠球菌属等中的某种微生物在不同的条件下经过合成工艺而制成。细菌纤维素具有强水合性，极佳的形状维持能力以及较高的生物适应性等优点，细菌纤维素在食品、医药、化工等方面具有较为广泛的应用。Sanchez e Oliveira Rde等[9]对比细菌纤维素与人脱细胞真皮基质运用到胎羊脊髓脊膜中的临床效果，结果显示，细菌纤维素不依附神经阻滞的表面，能更好得覆盖受损神经组织，从而有效降低了对手术之后的脊髓损伤。细菌纤维素膜具有作为硬脑膜替代材料的许多潜在优良条件。

3.人工硬脑膜发展趋势

上述几种新型材料虽然符合理想的人工硬脑膜替代材料，但仍需改进。如羊膜的取样方式、高分子聚合材料的理化性能和生物学毒性还需要进一步的研究和验证。

从目前的发展趋势来看，需要将天然高分子材料和新的人工合成高分子材料进行结合，为了能够增强组织愈合能力和促进细胞迁移生长，还需要提高人工硬脑膜的理化性能，这是目前临床上人工硬脑膜制造工艺所需要的大方向。

[1] 孙梅,黄楹.硬脑膜替代材料在神经外科手术中的应用[J].中国微侵袭神经外科杂志,2003,8(8):382-384.

[2] 蒋健,刘志坚,王嵘,等.硬脑膜重建的材料和方法[J].临床神经外科杂志,2006,3(4):168-169.

[3] 李文辉,吴日乐,岑莲.人工硬脑膜修补材料的研究及其临床应用[J].组织工程与重建外科,2013,9(2):113-115.

[4] 张世明,刘向阳,李明忠.硬脑膜修复材料的应用研究现状与展望[J].神经疾病与精神卫生,2003,3(3):402-404.

[5] 陶小虎.人工硬脑膜修补材料在神经外科的应用[J].中国组织工程研究,2012,16(12):2217-2220.

[6] 倪娜,但年华,但卫华.胶原基硬脑膜的研究进展[J].西部皮革,2013,35(16):8-12.

[7] 徐晨,陈世文.人工硬脑膜的研究与应用进展[J].国际神经病学神经外科学杂志,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