應(yīng)用復(fù)合PLGA納米纖維膜構(gòu)建人工硬脊膜修復(fù)羊硬脊膜缺損的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、創(chuàng)傷性或醫(yī)源性的硬脊膜缺損在脊柱及神經(jīng)外科有一定的發(fā)生率,處理不當(dāng)可引發(fā)持續(xù)性腦脊液漏、低顱內(nèi)壓綜合征、急性氣道阻塞、腦脊液囊腫、粘連性蛛網(wǎng)膜炎、椎管內(nèi)感染、甚至危及生命的化膿性腦膜炎等一系列并發(fā)癥。然而對于硬脊膜缺損的治療,由于硬脊膜的不可再生性、現(xiàn)有的硬脊膜替代材料均無模仿天然硬脊膜空間結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理念以及缺乏理想的修復(fù)方法,導(dǎo)致目前在臨床上不同程度的存在治療療程長、痛苦大、組織愈合的形式以疤痕組織為主以及痊愈的標(biāo)準(zhǔn)也僅僅是腦脊液漏停

2、止等諸多不足。硬脊膜缺損的“高質(zhì)量”(既能實(shí)現(xiàn)術(shù)后硬脊膜再生、預(yù)防硬膜外粘連及瘢痕,又能實(shí)現(xiàn)術(shù)中有效封堵)依然是臨床亟待解決的難題。要想實(shí)現(xiàn)硬脊膜的再生,必須先明確硬脊膜的空間結(jié)構(gòu)及表觀形貌特征,并以此構(gòu)建與之空間構(gòu)象近似的替代材料;而要想實(shí)現(xiàn)術(shù)中有效封堵,必須研制出一種理想的修復(fù)方法;同時(shí),要想預(yù)防硬膜外粘連及瘢痕形成,替代材料必須兼具此功能。由于硬脊膜主要由膠原基質(zhì)和成纖維細(xì)胞組成,其膠原束具有特殊的取向性結(jié)構(gòu),因此本項(xiàng)目提出采用具

3、有不同功能的雙層復(fù)合PLGA納米纖維膜片和組織工程技術(shù)來構(gòu)建組織工程化人工硬脊膜,結(jié)合粘合力強(qiáng)且具有排水性能的貽貝粘蛋白生物膠,來實(shí)現(xiàn)硬脊膜再生及術(shù)中有效封堵。擬構(gòu)建的硬脊膜替代材料設(shè)計(jì)為雙層結(jié)構(gòu):內(nèi)層(修復(fù)層)專司硬脊膜的再生,利于靜電紡絲法制備與天然硬脊膜結(jié)構(gòu)近似的有“取向性”(有序)的聚乳酸/乙醇酸共聚物(PLGA)納米纖維膜,作為組織工程支架,促使種子細(xì)胞(成纖維細(xì)胞)接種后所合成的膠原束也呈取向性分布,使新生組織接近天然硬脊膜

4、;外層(加強(qiáng)層)應(yīng)用無“取向性”(無序)PLGA-殼聚糖納米纖維膜片,專司增強(qiáng)內(nèi)層力學(xué)性能、預(yù)防硬膜外粘連及瘢痕形成;內(nèi)外層之間采用非縫合膠粘技術(shù)(貽貝粘蛋白),既可將外層與硬脊膜牢固粘合成一體,又能避免粘合膠與腦脊液直接接觸以及人為封閉膜體風(fēng)險(xiǎn),以期實(shí)現(xiàn)術(shù)中快速、確切的封閉硬脊膜囊。
　　 研究目的:構(gòu)建與羊硬脊膜空間結(jié)構(gòu)近似的復(fù)合組織工程化PLGA納米纖維膜,評價(jià)體內(nèi)回植修復(fù)羊硬脊膜缺損的效果。
　　 研究方法:①獲

5、取山羊硬脊膜的表觀形貌及三維結(jié)構(gòu):成年山羊硬脊膜取材,對標(biāo)本進(jìn)行肉眼觀察、組織學(xué)觀察、掃描電鏡以及透射電鏡觀察。②3種人工硬脊膜的制備及評價(jià):利用靜電紡絲法制備有序及無序PLGA納米纖維膜;殼聚糖溶液單面涂層無序PLGA納米纖維膜片,制備PLGA-殼聚糖膜片;手工撕成單絲的無紡PGA纖維,以同一方向均勻纏繞于特制U型鋼絲,制備有序PGA纖維膜片。對有序及無序PLGA納米纖維膜片進(jìn)行物理性能及生物相容性檢測。③3種組織工程化人工硬脊膜體外

6、構(gòu)建:將體外分離、擴(kuò)增的山羊皮膚成纖維細(xì)胞,作為種子細(xì)胞,分別接種于有序PLGA、無序PLGA納米纖維膜以及有序PGA纖維膜上,觀察種子細(xì)胞在支架材料上的黏附、生長及基質(zhì)分泌等情況。④組織工程化人工硬脊膜修復(fù)羊硬脊膜缺損的系列實(shí)驗(yàn):1)將9只成年山羊隨機(jī)分為3組:有序PLGA組、無序PLGA組及有序PGA組,分別采用上述3種膜片作為內(nèi)層覆蓋山羊腰段硬脊膜缺損(0.6cm×0.5cm),然后以無序PLGA-殼取糖膜片作為外層,涂抹貽貝粘蛋

7、白粘貼于硬脊膜缺損周緣;術(shù)后1月取材,對術(shù)后并發(fā)癥、封堵效果、與周圍組織粘連、炎性反應(yīng)、材料降解以及硬脊膜的再生質(zhì)量等進(jìn)行評價(jià)。2)對3種膜片中修復(fù)效果最佳者進(jìn)行再次分組:組織工程化材料組、單純材料組,體內(nèi)回植于6只山羊,術(shù)后3月取材,按前述方法對其進(jìn)行評價(jià)。3)將實(shí)驗(yàn)二中效果最佳膜片再次進(jìn)行山羊體內(nèi)回植,評價(jià)其遠(yuǎn)期療效(6個(gè)月)。
　　 結(jié)果:①山羊硬脊膜主要由膠原纖維及散在分布的成纖維細(xì)胞組成的半透明薄膜,膠原纖維直徑介于4

8、00nm～1000nm之間,呈“取向性”排列,微觀下可見硬脊膜內(nèi)外表面呈連綿不斷的山峰。②采用靜電紡絲法成功制備出與天然硬脊膜三維空間結(jié)構(gòu)(膠原直徑及排列)近似的有序的PLGA納米纖維膜片以及無序PLGA納米纖維膜片,二種膜片均具有良好的生物相容性及力學(xué)性能;成功制備出PLGA-殼聚糖膜片。③成功構(gòu)建組織工程化有序PLGA、無序PLGA及有序PGA人工硬脊膜膜片。④術(shù)后1月取材,證實(shí)組織工程化有序PLGA膜優(yōu)于組織工程化無序PLGA膜,