[发明专利]一种多层含有细胞因子的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含有细胞生长因子的纳米纤维人工硬脑膜，包含三层，面向大脑的疏水性内层，背向大脑的亲水性外层以及两层中间的编织型中间层。内层为非取向性纤维薄膜，外层为取向性纳米纤维薄膜，细胞生长因子均匀附着在外层的纤维空隙中，中间层由亲水材料和疏水材料制备的细条编织而成。本发明还提供了所述一种多层含有细胞生长因子的纳米纤维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；将提前编织好的中间层放置于内层上表面；电纺丝制备外层；在外层生喷洒细胞生长因子；最后消毒得到人工硬脑膜。本发明人工硬脑膜有效解决了硬脑膜损伤修复周期长，细胞生长因子利用率低的问题，应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及一种多层含有细胞因子的高强度人工硬脑膜及其制备方法，属于生物微纳制造技术领域。

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，就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。

成纤维细胞生长因子（fibroblast growth factor,FGF）有几种异构体，在动脉硬化灶中起作用的主要是bFGF（basic fibroblast growth factor），bFGF可以由内皮细胞、平滑肌细胞、巨噬细胞分泌。它的作用是促进内皮细胞的游走和平滑肌细胞的增殖，够促进新血管形成，修复损害的内皮细胞。

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CN103480042A，发明名称为:“一种复合型人工硬脑膜及制备方法”，公开了一种复合型人工硬脑膜，由凝胶层和编织层构成，编织层设于两层水凝胶层之间，在水凝胶层中含有细胞生长因子。本发明的有益效果是：细胞生长因子有利于创面修复,加速硬脑膜损伤的愈合。但存在如下缺点:1）脑膜外层为胶体结构，而非纳米纤维支架，不利于细胞附着，脑膜修复周期长，2）细胞生长因子溶于胶体中，只有表层的细胞生长因子与细胞接触，对细胞生产的促进作用有限。