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CN108324336A - 一种新型颅底修复材料及其制备方法和应用 - Google Patents

一种新型颅底修复材料及其制备方法和应用 Download PDF

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CN108324336A
CN108324336A CN201810044468.9A CN201810044468A CN108324336A CN 108324336 A CN108324336 A CN 108324336A CN 201810044468 A CN201810044468 A CN 201810044468A CN 108324336 A CN108324336 A CN 108324336A
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cranial
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membrane material
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张伟
漆松涛
徐斌
陈强
唐容
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Guangdong Guan Hao Biomedical Materials Development Co Ltd
Guan Hao Biotech Inc
Original Assignee
Guangdong Guan Hao Biomedical Materials Development Co Ltd
Guan Hao Biotech Inc
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Abstract

本发明公开了一种新型颅底修复材料，其包含两层生物膜和支架，且所述支架水平放置于两层生物膜中间。所述生物膜为动物膜材，选自动物心包膜、腹膜和大网膜中的至少一种；所述支架为形状记忆合金支架、高分子材料支架或陶瓷材料支架。同时，本发明还提供了所述新型颅底修复材料的制备方法及应用。本发明提供的新型颅底修复材料由生物相容性好，可诱导机体组织修复的动物膜材与可用于人体移植的支架组成，具有制作简单、来源广泛、使用方便、可诱导组织重建再生等优点，同时还可防止脑脊液渗漏和软组织膨出等，起到力学支撑与诱导组织再生的双重目的。

Description

一种新型颅底修复材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于医用生物材料技术领域，具体涉及一种新型颅底修复材料及其制备方法和应用。
背景技术
手术原因无法避免造成颅底自体组织损伤时，一般损伤部位范围较小，位置与其他组织关联性不大，对病人危害小，不需要特殊处理。但大多数颅底自体组织损伤，尤其是病变组织引起的，如不进行特殊处理，极易造成颅内脑脊液渗漏，内容物膨出，颅骨塌陷等问题，为了避免这类副作用，颅底组织在病变去除或术后，最好进行颅底缺损组织的修复。传统的颅底组织修复术一般采用自体骨、软骨、脂肪组织及其它软组织等材料，近年来也有采用明胶海绵、明胶薄膜、胶原海绵、异种软组织等材料进行修复。目前市场上一款名为同种异体皮瓣的产品用于衬垫缺损的颅底，在临床上取得了广泛的认可，现以作为常规的处理方法。
现有颅底修复材料中，自体骨、软骨、自体脂肪组织等材料虽然无免疫反应风险，但原材料取材受限，而且会造成二次创伤，给患者带来不好的就医体验，目前已极少使用；明胶海绵、胶原海绵等异种材料产品力学支撑差，无法提供必要的承托等作用，同时体内降解较快、无法长期提供必要的力学支撑，且该类产品也存在免疫原性和动物病毒等风险；同种异体皮瓣等产品取自尸体皮瓣，目前来源受限、价格昂贵，且存在疾病传染等潜在风险。因此，现有的颅底修复材料已不能满足临床的需求，同时现有技术及产品因形状外观等特性，仅能适用于开放型颅底修复，无法适用于鼻内镜应用的颅底修复手术，满足不了该类手术术式的发展要求。
发明内容
基于此，本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种新型颅底修复材料，具有制作简单、来源广泛、使用方便、可诱导组织重建再生、可防止脑脊液渗漏和软组织膨出等优点。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种新型颅底修复材料，包含两层生物膜和支架，且所述支架水平放置于两层生物膜中间。
优选地，所述生物膜为动物膜材；更优选地，所述生物膜选自动物心包膜、腹膜和大网膜中的至少一种。
优选地，所述每层生物膜厚度为0.1～0.5mm。
优选地，所述支架为形状记忆合金支架、高分子材料支架或陶瓷材料支架。
优选地，所述支架为形状记忆合金支架。
优选地，所述形状记忆合金选自镍钛合金、钛铌合金或铁基合金。
优选地，所述新型颅底修复材料为椭圆形结构或圆形结构，其中，椭圆形长轴直径与短轴直径的比值为(1～2):1。
本发明的另一目的，在于提供所述新型颅底修复材料的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种新型颅底修复材料的制备方法包括以下步骤：
(1)生物膜制备：A、预处理：取新鲜的动物膜材，洗净，消毒，并去除脂肪组织、纤维和绒毛组织；B、脱脂：使用有机溶剂抽提萃取动物膜材，去除其固有的脂肪及脂溶性杂质；C、洗脱细胞：使用表面活性剂溶液并结合蛋白酶溶液，控制表面活性剂的质量终浓度为0.2～0.3％，蛋白酶的质量终浓度0.15～0.25％，在超声条件下进行酶解膜材内细胞，并在超声条件下清洗动物膜材；D、去除抗原：使用活泼试剂，在pH值7～8条件下与动物膜材反应30～40h，然后用强氢键试剂在pH值7～8条件下与动物膜材反应30～40h，得到彻底去除抗原后的生物膜材；E、交联固定：使用质量浓度为1.0～4.0％的非醛类化学交联剂溶液，在pH值7～8搅拌条件下，与经过去除抗原处理后的生物膜材反应2～8天，超声条件下清洗生物膜材，即得所述生物膜；
(2)支架制备：取支架制作材料，加工成所需的支架形状，然后于400～600℃条件下高温烧结1～3h，冷却定型，即得所述支架；
(3)颅底修复材料制备：取两片步骤(1)制备得到的生物膜和步骤(2)制备得到的支架，将支架按形状水平放置于两层生物膜中间，形成三明治结构，利用机械方式挤压固定，然后冷冻干燥24～72h，按照修复材料的规格进行剪裁，即得所述颅底修复材料。
优选地，所述步骤(1)的步骤B中有机溶剂选自乙酸酯类、氯仿、四氯化碳、乙醚、丙酮和无水乙醇中的至少一种；步骤C中表面活性剂选自小分子有机酸酐、酰氯、酰胺、环氧化物和卤甲烷中的至少一种；步骤D中活泼试剂选自小分子有机酸酐、酰氯、酰胺、环氧化物和卤甲烷中的至少一种，强氢键试剂为胍类化合物；步骤E中非醛类化学交联剂选自环氧化物、二酰二胺、二异氰酸酯、聚乙二醇和碳化二亚胺中的至少一种。
优选地，所述步骤(2)中支架的加工方法包括编织法、激光雕刻法、注塑成型法或焊接法，优选为编织法。
优选地，所述步骤(2)中支架制作材料为形状记忆合金，选用截面为圆形或长方形的形状记忆合金细丝，直径为0.15～0.3mm。
优选地，所述步骤(3)中生物膜规格大于颅底修复材料规格的10～12％，支架规格小于颅底修复材料规格的8～10％。
本发明还提供了所述新型颅底修复材料在制备颅底修复植入物中的应用。
本发明提供的新型颅底修复材料可同时适用于开放型颅底修复手术和鼻内镜应用的颅底修复手术，尤其是在鼻内镜应用的颅底修复手术中具有明显的优势。
相对于现有技术，本发明的有益效果为：(1)本发明新型颅底修复材料包含生物膜材料，其具有较好的力学顺应性和组织贴附性，同时具有优异的生物相容性和生物降解性，并且能诱导机体组织重建与再生功能；(2)本发明新型颅底修复材料中的支架具有较好的超弹性、无磁性、低的弹性模量和良好的综合力学性能，同时具有良好的耐腐蚀性、生物相容性好等优点；(3)本发明新型颅底修复材料初始状态膜材与形状记忆合金折叠成很小的体积，除可从普通颅外科手术通路进入受损部位外，更适用于经鼻内镜等较小的手术通路使材料到达目标区域，然后该修复材料可恢复到设计好的形状，展开并平铺于受损颅底组织，轻轻按压使其贴附固定于受损组织处，可有效防止脑脊液渗漏和自体软组织膨出，起到止血、机械保护以及诱导组织再生的目的；(4)本发明新型颅底修复材料具有制作简单、来源广泛、使用方便、力学支持好，可诱导组织重建再生、防止脑脊液渗漏和软组织膨出等优点。
附图说明
图1为本发明新型颅底修复材料的一种示意图。
图2为本发明新型颅底修复材料的另一种示意图。
附图标记说明
1、生物膜；2、支架；3、生物膜；4、生物膜；5、支架；6、生物膜。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本发明新型颅底修复材料的一种实施例，如图1所示，所述新型颅底修复材料包含生物膜1、支架2和生物膜3，所述支架2按形状水平放置于生物膜1和生物膜3中间，形成椭圆形的三明治结构；所述椭圆形长轴直径与短轴直径的比值为2:1。
实施例2
本发明新型颅底修复材料的一种实施例，如图2所示，所述新型颅底修复材料包含生物膜4、支架5和生物膜6，所述支架5按形状水平放置于生物膜4和生物膜6中间，形成椭圆形的三明治结构；所述椭圆形长轴直径与短轴直径的比值为1.5:1。
实施例3
本发明新型颅底修复材料的一种实施例，所述新型颅底修复材料包含两层生物膜和支架，所述支架按形状水平放置于两层生物膜中间，形成椭圆形的三明治结构；所述椭圆形长轴直径与短轴直径的比值为1.2:1。
实施例4
本发明新型颅底修复材料的一种实施例，所述新型颅底修复材料包含两层生物膜和支架，所述支架按形状水平放置于两层生物膜中间，形成圆形的三明治结构。
实施例5
本发明新型颅底修复材料制备方法的一种实施例，包括以下步骤：
(1)生物膜制备：A、预处理：取新鲜的动物心包膜组织，洗净，消毒，并去除脂肪组织、纤维和绒毛组织；B、脱脂：使用乙酸酯类抽提萃取动物膜材，去除其固有的脂肪及脂溶性杂质；C、洗脱细胞：使用酰氯溶液并结合蛋白酶溶液，控制酰氯的质量终浓度为0.2％，蛋白酶的质量终浓度0.25％，在超声条件下进行酶解膜材内细胞，并在超声条件下清洗动物膜材；D、去除抗原：使用小分子有机酸酐，在pH值7条件下与动物膜材反应30h，然后用胍类化合物在pH值8条件下与动物膜材反应40h，得到彻底去除抗原后的生物膜材；E、交联固定：使用质量浓度为3.5％的环氧化物溶液，在pH值7搅拌条件下，与经过去除抗原处理后的生物膜材反应6天，超声条件下清洗生物膜材，即得所述生物膜；
(2)支架制备：取直径为0.15mm，截面为圆形的镍钛合金细丝，采用编织法加工成所需的支架形状，可以加工成片状与生物膜形状相同或略小，然后于600℃条件下高温烧结1h，冷却定型，即得所述支架；
(3)颅底修复材料制备：取两片步骤(1)制备得到的生物膜和步骤(2)制备得到的支架，所述生物膜规格大于颅底修复材料规格的10％，所述支架规格小于颅底修复材料规格的10％；将支架按形状水平放置于两层生物膜中间，形成三明治结构，利用机械方式挤压固定，然后冷冻干燥24h，按照修复材料的规格进行剪裁，包装，使用剂量在15kGy的钴60γ-射线辐照，即得所述颅底修复材料。
实施例6
本发明新型颅底修复材料制备方法的一种实施例，包括以下步骤：
(1)生物膜制备：A、预处理：取新鲜的动物腹膜组织，洗净，消毒，并去除脂肪组织、纤维和绒毛组织；B、脱脂：使用氯仿和乙醚抽提萃取动物膜材，去除其固有的脂肪及脂溶性杂质；C、洗脱细胞：使用小分子有机酸酐溶液并结合蛋白酶溶液，控制小分子有机酸酐的质量终浓度为0.3％，蛋白酶的质量终浓度0.2％，在超声条件下进行酶解膜材内细胞，并在超声条件下清洗动物膜材；D、去除抗原：使用环氧化物，在pH值7.5条件下与动物膜材反应40h，然后用胍类化合物在pH值7条件下与动物膜材反应36h，得到彻底去除抗原后的生物膜材；E、交联固定：使用质量浓度为1.0％的二酰二胺溶液，在pH值7.6搅拌条件下，与经过去除抗原处理后的生物膜材反应8天，超声条件下清洗生物膜材，即得所述生物膜；
(2)支架制备：取直径为0.2mm，截面为长方形的钛铌合金细丝，采用编织法加工成所需的支架形状，可以加工成片状与生物膜形状相同或略小，然后于400℃条件下高温烧结2h，冷却定型，即得所述支架；
(3)颅底修复材料制备：取两片步骤(1)制备得到的生物膜和步骤(2)制备得到的支架，所述生物膜规格大于颅底修复材料规格的12％，所述支架规格小于颅底修复材料规格的10％；将支架按形状水平放置于两层生物膜中间，形成三明治结构，利用机械方式挤压固定，然后冷冻干燥72h，按照修复材料的规格进行剪裁，包装，使用剂量在30kGy的钴60γ-射线辐照，即得所述颅底修复材料。
实施例7
本发明新型颅底修复材料制备方法的一种实施例，包括以下步骤：
(1)生物膜制备：A、预处理：取新鲜的动物大网膜组织，洗净，消毒，并去除脂肪组织、纤维和绒毛组织；B、脱脂：使用四氯化碳抽提萃取动物膜材，去除其固有的脂肪及脂溶性杂质；C、洗脱细胞：使用卤甲烷溶液并结合蛋白酶溶液，控制卤甲烷的质量终浓度为0.25％，蛋白酶的质量终浓度0.15％，在超声条件下进行酶解膜材内细胞，并在超声条件下清洗动物膜材；D、去除抗原：使用酰氯，在pH值8条件下与动物膜材反应38h，然后用胍类化合物在pH值7.3条件下与动物膜材反应30h，得到彻底去除抗原后的生物膜材；E、交联固定：使用质量浓度为4.0％的聚乙二醇溶液，在pH值8搅拌条件下，与经过去除抗原处理后的生物膜材反应2天，超声条件下清洗生物膜材，即得所述生物膜；
(2)支架制备：取直径为0.3mm，截面为长方形的铁基合金细丝，采用激光雕刻法加工成所需的支架形状，可以加工成片状与生物膜形状相同或略小，然后于500℃条件下高温烧结3h，冷却定型，即得所述支架；
(3)颅底修复材料制备：取两片步骤(1)制备得到的生物膜和步骤(2)制备得到的支架，所述生物膜规格大于颅底修复材料规格的12％，所述支架规格小于颅底修复材料规格的8％；将支架按形状水平放置于两层生物膜中间，形成三明治结构，利用机械方式挤压固定，然后冷冻干燥55h，按照修复材料的规格进行剪裁，包装，使用剂量在25kGy的钴60γ-射线辐照，即得所述颅底修复材料。
实施例8
本发明新型颅底修复材料制备方法的一种实施例，包括以下步骤：
(1)生物膜制备：A、预处理：取新鲜的动物心包膜组织，洗净，消毒，并去除脂肪组织、纤维和绒毛组织；B、脱脂：使用四氯化碳和丙酮抽提萃取动物膜材，去除其固有的脂肪及脂溶性杂质；C、洗脱细胞：使用环氧化物溶液并结合蛋白酶溶液，控制环氧化物的质量终浓度为2.2％，蛋白酶的质量终浓度0.22％，在超声条件下进行酶解膜材内细胞，并在超声条件下清洗动物膜材；D、去除抗原：使用酰胺，在pH值7.3条件下与动物膜材反应35h，然后用胍类化合物在pH值7条件下与动物膜材反应34h，得到彻底去除抗原后的生物膜材；E、交联固定：使用质量浓度为2.6％的碳化二亚胺溶液，在pH值7.3搅拌条件下，与经过去除抗原处理后的生物膜材反应7天，超声条件下清洗生物膜材，即得所述生物膜；
(2)支架制备：取高分子材料，采用注塑成型法加工成所需的支架形状，然后于450℃条件下高温烧结2.5h，冷却定型，即得所述支架；
(3)颅底修复材料制备：取两片步骤(1)制备得到的生物膜和步骤(2)制备得到的支架，所述生物膜规格大于颅底修复材料规格的10％，所述支架规格小于颅底修复材料规格的10％；将支架按形状水平放置于两层生物膜中间，形成三明治结构，利用机械方式挤压固定，然后冷冻干燥50h，按照修复材料的规格进行剪裁，包装，使用剂量在25kGy的钴60γ-射线辐照，即得所述颅底修复材料。
实施例9
本发明新型颅底修复材料制备方法的一种实施例，包括以下步骤：
(1)生物膜制备：A、预处理：取新鲜的动物大网膜组织，洗净，消毒，并去除脂肪组织、纤维和绒毛组织；B、脱脂：使用无水乙醇抽提萃取动物膜材，去除其固有的脂肪及脂溶性杂质；C、洗脱细胞：使用卤甲烷溶液并结合蛋白酶溶液，控制卤甲烷的质量终浓度为0.28％，蛋白酶的质量终浓度0.2％，在超声条件下进行酶解膜材内细胞，并在超声条件下清洗动物膜材；D、去除抗原：使用小分子有机酸酐，在pH值7.6条件下与动物膜材反应32h，然后用胍类化合物在pH值8条件下与动物膜材反应38h，得到彻底去除抗原后的生物膜材；E、交联固定：使用质量浓度为1.9％的二异氰酸酯溶液，在pH值7.5搅拌条件下，与经过去除抗原处理后的生物膜材反应4天，超声条件下清洗生物膜材，即得所述生物膜；
(2)支架制备：取陶瓷材料，采用雕刻成型法加工成所需的支架形状，然后于550℃条件下高温烧结3h，冷却定型，即得所述支架；
(3)颅底修复材料制备：取两片步骤(1)制备得到的生物膜和步骤(2)制备得到的支架，所述生物膜规格大于颅底修复材料规格的11％，所述支架规格小于颅底修复材料规格的9％；将支架按形状水平放置于两层生物膜中间，形成三明治结构，利用机械方式挤压固定，然后冷冻干燥68h，按照修复材料的规格进行剪裁，包装，使用剂量在25kGy的钴60γ-射线辐照，即得所述颅底修复材料。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种新型颅底修复材料，其特征在于，包含两层生物膜和支架，且所述支架水平放置于两层生物膜中间。
2.根据权利要求1所述的新型颅底修复材料，其特征在于，所述生物膜为动物膜材；优选地，所述生物膜选自动物心包膜、腹膜和大网膜中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的新型颅底修复材料，其特征在于，所述每层生物膜厚度为0.1～0.5mm。
4.根据权利要求1所述的新型颅底修复材料，其特征在于，所述支架为形状记忆合金支架、高分子材料支架或陶瓷材料支架；优选地，所述支架为形状记忆合金支架。
5.根据权利要求1～4任一项所述的新型颅底修复材料，其特征在于，所述新型颅底修复材料为椭圆形或圆形结构，其中，椭圆形长轴直径与短轴直径的比值为(1～2):1。
6.根据权利要求1～4任一项所述的新型颅底修复材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)生物膜制备：A、预处理：取新鲜的动物膜材，洗净，消毒，并去除脂肪组织、纤维和绒毛组织；B、脱脂：使用有机溶剂抽提萃取动物膜材，去除其固有的脂肪及脂溶性杂质；C、洗脱细胞：使用表面活性剂溶液并结合蛋白酶溶液，控制表面活性剂的质量终浓度为0.2～0.3％，蛋白酶的质量终浓度0.15～0.25％，在超声条件下进行酶解膜材内细胞，并在超声条件下清洗动物膜材；D、去除抗原：使用活泼试剂，在pH值7～8条件下与动物膜材反应30～40h，然后用强氢键试剂在pH值7～8条件下与动物膜材反应30～40h，得到彻底去除抗原后的生物膜材；E、交联固定：使用质量浓度为1.0～4.0％的非醛类化学交联剂溶液，在pH值7～8搅拌条件下，与经过去除抗原处理后的生物膜材反应2～8天，超声条件下清洗生物膜材，即得所述生物膜；
(2)支架制备：取支架制作材料，加工成所需的支架形状，然后于400～600℃条件下高温烧结1～3h，冷却定型，即得所述支架；
(3)颅底修复材料制备：取两片步骤(1)制备得到的生物膜和步骤(2)制备得到的支架，将支架按形状水平放置于两层生物膜中间，形成三明治结构，利用机械方式挤压固定，然后冷冻干燥24～72h，按照修复材料的规格进行剪裁，即得所述颅底修复材料。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)的步骤B中有机溶剂选自乙酸酯类、氯仿、四氯化碳、乙醚、丙酮和无水乙醇中的至少一种；步骤C中表面活性剂选自小分子有机酸酐、酰氯、酰胺、环氧化物和卤甲烷中的至少一种；步骤D中活泼试剂选自小分子有机酸酐、酰氯、酰胺、环氧化物和卤甲烷中的至少一种，强氢键试剂为胍类化合物；步骤E中非醛类化学交联剂选自环氧化物、二酰二胺、二异氰酸酯、聚乙二醇和碳化二亚胺中的至少一种。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中支架的加工方法包括编织法、激光雕刻法、注塑成型法或焊接法，优选为编织法。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中生物膜规格大于颅底修复材料规格的10～12％，支架规格小于颅底修复材料规格的8～10％。
10.根据权利要求1～4任一项所述的新型颅底修复材料在制备颅底修复植入物中的应用。
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