[发明专利]一种基于仿生设计的多功能硬脑膜修复材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于仿生设计的多功能硬脑膜修复材料及其制备方法，所述的硬脑膜修复材料包括：疏水防漏性能的聚乳酸层、亲水和修复功能的水凝胶层和抗菌、连接作用和防粘连性能的壳聚糖‑聚乳酸层。通过静电纺丝聚乳酸薄膜、静电纺丝壳聚糖‑聚乳酸薄膜、在双层静电纺丝薄膜上制备明胶‑SIS粉末水凝胶得到。本发明硬脑膜修复材料成本低，可以同时实现防漏液与诱导再生，防粘连，抗免疫和抗菌的效果。

技术领域

本发明属于生物医用材料的组织工程技术领域，具体涉及一种基于仿生设计的多功能硬脑膜修复材料及其制备方法。

背景技术

硬脑膜是一厚而坚韧的双层膜。外层是颅骨内面的骨膜，仅疏松地附于颅盖，特别是在枕部与颞部附着更疏松，称为骨膜层。但在颅的缝和颅底则附着更牢固，很难分离。颅内无硬膜内腔。硬脑膜内层较外层厚而坚韧，与硬脊膜在枕骨大孔处续连，称为脑膜层。主要作用是保护大脑。

在日常生活中，硬膜缺损是脊柱外科与神经外科手术中经常遇到的临床问题，交通事故、工矿意外及战争等都会造成开放性颅骨损伤和脊柱受损，还有一些先天性脑膜缺损、肿瘤转移以及其他原因都会造成硬脑膜缺损，当出现上述缺损，就会进行手术修补。调研发现，目前医疗结构在手术过程中所使用的修补材料一般有以下几类，一种是来自于自体组织的修补材料，此种材料具有生物相容性好，免疫反应低等优点，但是来源有限，价格昂贵，一种是同种异体材料，其同样来源小，且免疫反应高，第三种是异种生物材料，其同样存在较高的免疫排斥反应，还有一种就是人工合成材料，其具有价格相对低廉，来源广泛等优点。

当前，人工硬脑膜修复材料多从成分或者结构上面进行仿生设计，而没有结合成分、结构、性能三个方面的仿生设计，无法从多方面进行仿生，使得硬脑膜修复材料只能实现部分功能，无法适应硬脑膜材料功能上的复杂需求；当前的硬脑膜修复材料多从防止漏出脑脊液这一基本功能，及胶原这一硬脑膜成分出发进行仿生设计，依然存在因缝合/胶合边缘、修补材料中间出现缝隙，以及修复过程中因材料降解过快，修复性能不足而发生漏液、粘连等问题；同时硬脑膜修复材料成本较高，难以大规模生产和应用。

发明内容

对现有技术存在的问题，本发明提供了一种结合成分、结构、性能三方面的仿生设计，以实现同时拥有较好的再生活性、防漏液、防粘连、抗菌性能和降解性能的三层结构的硬脑膜修复材料。

为了实现以上技术内容，本发明具体通过以下技术方案实现：

一种基于仿生设计的多功能硬脑膜修复材料，所述的硬脑膜修复材料包括：

疏水防漏性能的聚乳酸层，所述的疏水层以聚乳酸为材料，通过静电纺丝制备得到聚乳酸薄膜；

亲水和修复功能的水凝胶层，所述的水凝胶层以明胶和SIS粉末为材料，通过EDC交联或光照交联的方法制备得到明胶-SIS粉末水凝胶；

抗菌、防粘连性能的壳聚糖-聚乳酸层，所述的连接层以壳聚糖和聚乳酸为材料，通过静电纺丝制备得到壳聚糖-聚乳酸薄膜。

所述的壳聚糖-聚乳酸层通过静电纺丝方法直接纺在疏水层上形成双层静电纺丝薄膜。

所述的双层静电纺丝薄膜在水凝胶层快交联形成时,倒扣在水凝胶层上方。

所述的聚乳酸薄膜微米厚度的直径为1微米。

本发明的另一方面，上述多功能仿生硬脑膜修复材料的制备方法，包括：

先在玻璃片上铺好模型框(高度为约0.4MM的橡胶长方形细框)，取2ml混合好的脱细胞(0.01g/ml)-明胶(0.15g/ml)溶液加入框内，再加入1ml 0.15g/ml EDC·HCl,0.03g/mlNHS混合液，用移液枪混合均匀。约30S后，待凝胶快形成时，将双层静电纺丝膜放在凝胶上方，铺平。